Каким током заряжать ni cd аккумулятор: Ni-cd аккумуляторы: как заряжать, параметры и зарядные устройства – Аккумуляторы WESTA

Содержание

Правила зарядки/разрядки никель-кадмиевых аккумуляторных батареек (Ni-Cd)

Для того чтобы определить вручную время зарядки аккумуляторных батареек типа Ni-Cd, необходимо емкость аккумулятора (мАч) поделить на ток зарядного устройства (мА) и умножить полученное число на коэффициент 1,4.

Но лучше всего доверить такие процессы качественному и надежному зарядному устройству. Обзор зарядных устройств можно найти на страницах нашего сайта.

Правила зарядки/разрядки никель-кадмиевых аккумуляторных батареек (Ni-Cd)

1. Перед тем, как заряжать аккумуляторы, необходимо подвергнуть их полной разрядке до значения 0,9 Вольт на элемент.

Эта хитрость позволяет продлить срок службы батареек, исключает возникновение «эффекта памяти», сохраняет ее изначальные характеристики и свойства.

Ниже порогового значения производить разрядку крайне не рекомендуется.

2. Никель-кадмиевые аккумуляторные батарейки нельзя оставлять в зарядном устройстве более чем на пару дней.

При этом режим зарядки не играет значения. То есть, даже медленный режим не желателен для сверхдолгого воздействия на Ni-Cd источники питания.

При длительных процессах заряда в аккумуляторах образуются кристаллы, начинаются процессы образования «эффекта памяти».

3. Даже не используемые батарейки нуждаются в периодической разрядке до предельного значения 0,9 В на каждую батарейку.

Производить процедуру полной разрядки необходимо каждый месяц.

4. Все никелевые батарейки, только вышедшие с завода, нуждаются в предварительной «тренировке».

Для того, что активировать нормальную работу батареек достаточно 4-6 циклов полного разряда/заряда.

Только так аккумуляторные батарейки смогут работать «на полную», выдавая заявленные характеристики.

Перейдя в рабочий режим, такие источники питания менее подвержены «эффекту памяти», справляются с большими нагрузками.

Стоит отметить, что низкокачественные батарейки потребуют большей «тренировки», которая может достигать 50-100 циклов. Все зависит от технологии производства и фирмы-изготовителя.

5. Перед зарядкой батарейки должны остыть до комнатной температуры.

Заряжая Ni-Cd аккумуляторы при внешней температуре минус 5 – плюс 50 градусов Цельсия, вы снижаете их заявленный срок службы.

6. Лучше не заряжать батарейки, которые не будете использовать.

Заряженный аккумулятор на основе никель-кадмия постепенно утрачивает свои первоначальные свойства.

Не исключено, что наступит момент, когда никакое зарядное устройство будет не в состоянии вернуть заряд испорченной батарейке.

7. Процесс циклирования (имеющийся в современных зарядных устройствах), инициализации, рекомендуется использовать для «оживления» старых батареек, после полугодичного хранения.

Данный процесс чем-то напоминает «тренировку», но имеет свои особенности.

Большое число циклирований повышает износ аккумуляторной батарейки.

смотреть шальные деньги 2010

Теория заряда NiCd АКБ! | Статьи компании ООО «KRONVUZ» г Москва

Капельная зарядка

Несмотря на существующее мнение, капельная зарядка никак не способствует продолжительной работе аккумуляторов.

При данном способе зарядки ток не отключается даже после полной зарядки аккумулятора. По этой причине ток и выбирается малым. Даже если вся энергия, передаваемая аккумулятору, превращается в тепло, при малом токе аккумулятор не сможет достаточно нагреться. Для Ni-MH аккумуляторов, которые более негативно реагируют на перезарядку, чем Ni-Cd, ток заряда рекомендуется устанавливать максимум 0,05C. Для зарядки аккумулятора большей емкости ток капельной зарядки следует установить больше. Отсюда следует, что, аккумуляторы малой емкости нельзя заряжать в устройствах, предназначенных для заряда аккумуляторов большой емкости из-за опасности сильного нагрева и сокращения срока службы аккумулятора. Если аккумулятор большой емкости установить в зарядное устройство для аккумуляторов малой емкости, то он может не зарядиться полностью. Находясь в таких условиях долго, аккумуляторы начинают терять емкость.

К сожалению, надежно определить конец капельной зарядки невозможно. При низких токах зарядки профиль напряжения является плоским и характерный максимум в конце зарядки практически не достигается. Температура плавно растет и единственным методом является ограничение времени процесса зарядки. Но для применения данного метода необходимо помимо точной емкости аккумулятора знать величину его начального заряда. Влияние начального заряда можно исключить единственным способом – полной разрядкой аккумулятора непосредственно перед его зарядкой. А это увеличивает длительность процесса зарядки и укорачивает время работы аккумулятора, которое зависит от количества циклов заряд-разряда. Следующей проблемой при вычислении времени капельной зарядки является достаточно низкий КПД данного процесса. КПД капельной зарядки не превышает 75% и зависит от большого количества факторов (температуры аккумулятора, его состояния и т.д.).

Единственное преимущество капельной зарядки – простота реализации процесса (без контроля конца зарядки). Только в последнее время производители аккумуляторов отмечают, что капельная зарядка перестала вести к уменьшению емкости современных Ni-MH аккумуляторов.

Быстрая зарядка

Большая часть производителей Ni-MH аккумуляторов указывают характеристики своих аккумуляторов в случае быстрой зарядки током 1С. Существуют рекомендации не превышать 0.75C. «Умное» зарядное устройство само должно оценивать условия и при необходимости переходить к быстрому заряду. Быстрый заряд используется только при температуре от 0 до +40°C и с напряжением от 0,8 до 1,8В. КПД быстрой зарядки составляет около 90%, поэтому аккумулятор практически не нагревается. Но в конце зарядки КПД резко уменьшается и практически вся энергия, подводимая к аккумулятору превращается в тепло. Таким образом, происходит резкий рост температуры аккумулятора и внутреннего давления. Это вызывает открытие вентиляционных отверстий и утрату части содержимого аккумулятора. Кроме того, под воздействием высокой температуры меняется внутренняя структура электродов. Поэтому быструю зарядку аккумулятора важно прекращать вовремя. К счастью, есть достаточно надежные признаки, проверяя которые зарядное устройство способно это делать.

Работа быстрого зарядного устройства состоит из следующих фаз:

  1. Определение наличия аккумулятора.
  2. Квалификация аккумулятора (qualification).
  3. Пред-зарядка (pre-charge).
  4. Переход к быстрой зарядке (ramp).
  5. Быстраязарядка (fast charge).
  6. Дозарядка (top-off charge).
  7. Поддерживающая зарядка (maintenance charge).

Фаза определения наличия аккумулятора

На данном этапе обычно проверяется напряжение на выводах аккумулятора. Если напряжение оказывается выше 1.8В, то это значит, что аккумулятор не подключен к зарядному устройству или поврежден. Если обнаруживается меньшее напряжение, значит аккумулятор подключен, и можно переходить к зарядке.

Во всех фазах наряду с основными действиями производится проверка наличия аккумулятора. Это связано с тем, что аккумулятор может отсутствовать в зарядном устройстве. Если это произошло, то зарядное устройство из любой фазы должно перейти к проверке наличия аккумулятора.

Фаза квалификации аккумулятора

Зарядка аккумулятора начинается с фазы его квалификации. Данная фаза нужна для предварительной оценки начального заряда аккумулятора. Когда напряжение на аккумуляторе меньше 0,8В быструю зарядку производить нельзя, требуется дополнительная фаза предварительной зарядки. Если напряжение больше 0,8В, то фаза предварительной зарядки пропускается. На практике замечено, что аккумуляторы не разряжают ниже 1,0В, и фаза пред-зарядки практически никогда не используется.

Фаза пред-зарядки

Предназначена для первоначальной зарядки серьезно разряженных аккумуляторов. Значение тока предварительной зарядки необходимо выбирать от 0,1С до 0,3C. Пред-зарядка обязательно должна быть ограничена по времени. Длительная фаза пред-зарядки не требуется, так как у рабочего аккумулятора напряжение должно достаточно быстро достигать значения в 0.8В. Если напряжение не растет, то это означает, что аккумулятор поврежден и необходимо прерывать процесс зарядки.

В длительных фазах зарядки необходимо следить за температурой аккумулятора и прекращать зарядку, когда температура достигает критического значения. Для Ni-MH аккумуляторов максимально допустимая температура составляет 50°C. Также, как и в остальных фазах, следует проверять наличие аккумулятора.

Фаза перехода к быстрой зарядке

Когда напряжение на аккумуляторе доходит до отметки 0,8В, можно переходить к быстрой зарядке. Не рекомендуется сразу использовать большой зарядный ток. Включать большой ток в начале зарядки не рекомендуется. Необходимо плавное увеличение силы тока в течении 2-4 минут до достижения заданного значения тока быстрой зарядки.

Фаза быстрой зарядки

Зарядный ток устанавливается от 0,5-1,0C. В данной фазе важным является точное определение момента ее окончания. Если фаза быстрой зарядки не будет вовремя прекращена, то аккумулятор разрушится. Поэтому для определения точного времени окончания быстрой зарядки необходимо использовать несколько независимых критериев.

Для Ni-Cd аккумуляторов обычно применяется –dV метод. Во время зарядки напряжение растет, в конце зарядки начинается уменьшение. Для Ni-Cd аккумуляторов признаком окончания зарядки является уменьшение напряжения примерно на 30мВ (для каждого аккумулятора). Метод –dV является самым быстрым и прекрасно работает даже для не полностью заряженных аккумуляторов. Если при помощи этого метода начать зарядку полностью заряженного аккумулятора, то напряжение на нем будет быстро расти, а затем резко уменьшаться, что и вызовет окончание процесса зарядки.

Для Ni-MH аккумуляторов метод работает не столь успешно, так как уменьшение напряжения для них выражается менее заметно. При зарядных токах менее 0,5C максимум напряжения, как правило, не достигается, поэтому зарядное устройство для аккумуляторов малой емкости, часто не может правильно определять окончание зарядки аккумуляторов крупной емкости.

Из-за незначительного снижения напряжения в конце зарядки необходимо повышать чувствительность, что может приводить к досрочному прекращению быстрой зарядки из-за возникающих помех, которые генерируются зарядным устройством, а также проникают из питающей сети. Именно поэтому не следует проводить зарядку аккумуляторов в автомобиле, по причине того, что бортовая сеть, как правило, имеет слишком высокий уровень помех. Аккумулятор также является источником шумов. По этой причине при измерении напряжения следует применять фильтрацию. Поэтому в процессе измерения напряжения необходимо использовать фильтрацию.

При заряде батарей последовательно соединенных аккумуляторов, когда отдельные аккумуляторы различаются по степени заряда, надежность метода –dV заметно уменьшается. В указанном случае пик напряжения разных аккумуляторов достигается в разные моменты времени, при этом профиль напряжения смазывается.

Для Ni-MH аккумуляторов также используют метод dV=0, при котором вместо снижения напряжения детектируют плато на профиле напряжения. В этом случае о конце зарядке свидетельствует постоянное напряжение на аккумуляторе в течение нескольких минут.

Несмотря на все трудности при определении конца зарядки аккумулятора методом –dV, большинством производителей Ni-MH аккумуляторов этот метод определяется как основной для быстрой зарядки. В конце зарядки током 1С напряжение должно меняться от- 12мВ до -2,5 мВ.

Сразу после подключения большого зарядного тока напряжение может испытывать флуктуации, которые могут быть определены как уменьшение напряжения в конце зарядки. Для предотвращения ложного прекращения процесса быстрой зарядки первое время (обычно 3-10 минут) после подключения зарядного тока контроль –dV необходимо отключать.

Вместе с уменьшением напряжения в конце зарядки начинается рост температуры и давления внутри аккумулятора. Таким образом, время завершения зарядки можно определить по росту температуры. Тем не менее, из-за влияния окружающей среды не рекомендуется устанавливать абсолютный температурный порог для определения момента окончания зарядки. Чаще используют не саму температуру, а скорость ее изменения. При зарядном токе в 1С зарядку необходимо завершать, когда скорость роста температуры достигает 1°C/мин. Следует отметить, что при зарядных токах менее 0,5C скорость роста температуры практически не меняется и указанный критерий использовать нельзя.

Оба рассмотренных метода вызывают незначительный перезаряд аккумулятора, что приводит к снижению срока его службы. Для обеспечения полного заряда аккумулятора, завершение процесса зарядки следует проводить с помощью малого тока и при низкой температуре аккумулятора (при повышенных температурах способность аккумуляторов принимать заряд серьезно уменьшается). Поэтому фазу быстрой зарядки советуют завершать немного раньше.

Существует так называемый inflexion метод для определения времени окончания быстрой зарядки. Суть метода заключается в том, что анализируется максимум производной напряжения по времени. Быстрая зарядка прекращается в тот момент, когда скорость роста напряжения достигает максимального значения. Этот способ дает возможность завершить этап быстрой зарядки раньше, чем температура успевает значительно подняться. Этот метод требует измерения напряжения с высокой точностью и математических вычислений.

Некоторые зарядные устройства используют импульсный зарядный ток. Импульсы тока имеют длительность порядка 1с, а промежуток между импульсами – порядка 20-30 мс. Среди преимуществ этого метода можно отметить лучшее выравнивание концентрации активных веществ по всему объему и меньшую вероятность появления кристаллических образований на электродах. Точных сведений об эффективности такого метода нет, но известно что, вреда он не приносит.

В процессе определения окончания быстрого заряда аккумулятора необходимо точно измерять напряжение. Если эти измерения производить под током, то из-за сопротивления контактов будет появляться дополнительная погрешность. По этой причине на время измерения зарядный ток отключают. После выключения тока следует делать паузу 5-10 мс, пока устанавливается напряжение на аккумуляторе. Далее проводится измерение. Для качественной фильтрации помех сетевой частоты, как правило, проводится ряд последовательных выборок на интервале, величиной в один период сетевой частоты (20 мс), а затем производится цифровая фильтрация.

Был разработан еще один метод заряда импульсным током, под названием FLEX negative pulse charging или Reflex Charging. Он отличается от обычного импульсного заряда наличием импульсов разрядного тока в промежутках между импульсами тока зарядки. При импульсах тока зарядки порядка 1с длительность импульсов разрядного тока выбирается примерно 5мс. Величина разрядного тока превышает ток зарядки в 1-2,5 раз.

Из преимуществ метода следует упомянуть более низкую температуру аккумулятора в процессе зарядки и способность устранять кристаллические образования крупного размера на электродах. Корпорацией General Electric были проведены независимые исследования этого метода, которые говорят о том, что метод не приносит ни пользы, ни вреда.

Так как правильное определение окончания быстрого заряда является чрезвычайно важным, зарядное устройство должно использовать несколько методов определения конца зарядки сразу. Также, необходимо проводить проверки некоторых дополнительных условий аварийного прекращения быстрой зарядки. Во время быстрой зарядки следует контролировать температуру аккумулятора и прерывать процесс в случае достижения критического значения. Для быстрой зарядки ограничение по температуре является более жестким, чем для всего процесса зарядки. Поэтому, когда температура достигает +45°C необходимо аварийно прекращать быструю зарядку и переходить к фазе дозарядки меньшим зарядным током. Перед продолжением зарядки температура аккумулятора должна уменьшиться, так как при повышенной температуре способность аккумулятора к принятию заряда существенно снижается.

Еще одно дополнительное условие – ограничение быстрой зарядки по времени. Зная зарядный ток, емкость аккумулятора и КПД зарядки можно вычислить время, необходимое для полной зарядки. Таймер быстрой зарядки нужно устанавливать на время, превосходящее расчетное на 5-10%. Если это время зарядки закончилось, но ни один из способов определения окончания быстрой зарядки не сработал, то процесс аварийно прекращается. Подобная ситуация с большой долей вероятности свидетельствует о неисправности каналов измерения напряжения и температуры.

Фаза дозарядки

Зарядный ток устанавливается в пределах 0,1-0,3C. При токе дозарядки 0,1C производители рекомендуют производить дозарядку в течение 30мин. Проведение более длительной дозарядки приводит к перезаряду аккумулятора; емкость аккумулятора увеличивается на 5-6%, но количество циклов заряд-разряда сокращается на 10-20%. Положительным эффектом процесса дозарядки является выравнивание заряда аккумуляторов батареи. Те из них, которые заряжены полностью, рассеивают подводимую энергию в виде тепла одновременно с зарядкой остальных аккумуляторов. Если фаза дозарядки следует сразу после фазы быстрой зарядки, то в течение нескольких минут необходимо дать аккумуляторам остыть. С повышением температуры аккумулятора, его способность принимать заряд существенно падает. При температуре 45°C аккумулятор может принимать только 75% заряда. Поэтому процесс дозарядки, проводимый при комнатной температуре, дает возможность провести наиболее полную зарядку аккумулятора.

Фаза поддерживающей зарядки

Зарядные устройства для Ni-Cd аккумуляторов после процесса зарядки, как правило, переходят в режим капельного заряда с целью поддержания аккумулятора в состоянии полного заряда. Таким образом, температура аккумулятора все время остается повышенной, а это существенно уменьшает срок службы аккумулятора. Ni-MH аккумуляторы плохо переносят перезаряд, и поэтому для них нежелательно находиться в состоянии капельной зарядки. Необходимо использовать очень низкий ток поддерживающей зарядки, для того, чтобы только компенсировать самозаряд.

Для Ni-MH аккумуляторов саморазряд в первые 24 часа может составлять до 15% емкости аккумулятора, а затем саморазряд уменьшается и составляет 10-15% емкости аккумулятора в месяц. Для компенсации саморазряда достаточно среднего тока менее 0,005C. Некоторые устройства включают поддерживающий зарядный ток один раз в несколько часов, а в другое время аккумулятор отключен от устройства. Величина саморазряда серьезно зависит от температуры, поэтому лучший вариант – сделать поддерживающий заряд адаптивным – чтобы небольшой зарядный ток подключался только тогда, когда обнаруживалось заданное уменьшение напряжения.

Фазу поддерживающей зарядки можно не проводить, но если между зарядкой и использованием аккумулятора проходит длительное время, то перед использованием аккумулятор необходимо подзаряжать, для того, чтобы компенсировать саморазряд. Лучшим вариантом является тот, при котором зарядное устройство поддерживает полный заряд аккумуляторов.

Сверхбыстрый заряд

При заряде до 70% емкости аккумулятора КПД процесса зарядки близок к 100%. Данный показатель является предпосылкой для создания сверхбыстрых зарядных устройств. Конечно, увеличивать ток заряда до бесконечности нельзя. Существует предел, обусловленный скоростью, с которой протекают химические реакции. На практике можно использовать зарядные токи до 10C. Чтобы аккумулятор не перегревался, после достижения уровня 70% заряда ток необходимо снижать до уровня стандартной быстрой зарядки производить контроль окончания зарядки стандартным способом. Необходимо точно контролировать достижение 70% отметки заряда. Пока надежных методов для решения этой задачи нет. Проблема заключается в определении степени заряда в батарее, в которой аккумуляторы могут быть по-разному разряженными. Также проблематично подводить к аккумуляторам зарядный ток. При столь высоких зарядных токах слабый контакт может вызвать дополнительное нагревание аккумулятора вплоть до его разрушения. В случае ошибок зарядного устройства возможен даже взрыв аккумулятора.


Рекомендуем ознакомиться со следующими материалами:

Аккумуляторы. Виды. Как заряжать..и.т.п. | uc.org.ru

Какие лучше и в чём же разница? На чём остановить свой выбор?

Раньше или позже большинство пользователей ставят перед собой эти вопросы...

В данном обзоре затронуты только типы аккумуляторов, которые на данный момент используются в АEG-ах. На вопрос - "что лучше?", однозначного ответа НЕТ! У всех типов есть свои преимущества и недостатки, поэтому взвесив все ЗА и ПРОТИВ, конечный выбор всё равно за Вами.

 

Виды аккумуляторов

Разные виды аккумуляторов основаны на использовании разных технологий и от типа "химии" применяемой в каждом виде и зависят их разные свойства и характеристики...

Итак по порядку вхождения в обиход, маркировка типа аккумулятора:

 

1. Pb - свинцовые

2. Ni-Cd - никель кадмиевые

3. NiMH - никель металл гидридные

4. LI-Io - литий ионные

5. Li-Po - литий полимерные

6. Li-Fe - литий фосфатные, а точнее Li-Fe-Po4 - литий-Ферум-Фосфатные

 

Свинцовые аккумуляторы имеют пластиковые корпуса в форме параллелепипеда и применительно к нашим условиям имеют 2 существенных недостатка - большой вес и большие габариты, вследствии чего для запитки AEG-ов не используются и в дальнейшем рассматриваться не будут...

 

Ni-Cd, NiMH, LI-Io, Li-Fe имеют форму цилиндра - штампованный металлический "стакан".

Li-Po - прямоугольные пластины в плёночной оболочке.

 

Также аккумуляторы можно разделить на так называеме "силовые" (от которых требуется большая токоотдача, и которые допускают заряд большими токами) и "бытовые" (для которых более важные параметры ёмкость и срок службы а не отдаваемый ток (использование в часах, фотоаппаратах, плеерах и т.д.)). Далее о "силовых" аккумуляторах..ТТХ плюсы и минусы..

 

ТТХ аккумуляторов..

* Под понятием ресурс, в дальнейшем подразумевается усреднённый срок эксплуатации, или же количество рабочих циклов аккумулятора без значительной потери его рабочих характеристик. Однако даже при правильной эксплуатации, возможен преждевременный выход из строя отдельных элементов (у "именитых" производителей реже, у "типа такие же, но значительно дешевле" - значительно чаще...)

 

Ni-Cd - никель кадмиевые

Плюсы:

- номинальное напряжение 1,2V

- не боятся глубокого разряда

- ресурс до 500 циклов для "силовых"(заряжаемых и разряжаемых большими токами)

Минусы:

- относительно небольшая ёмкость

- значительное падение напряжения от начала к концу цикла разряда

- значительное ухудшение характеристик при минусовых температурах

- необходимость доразряда перед зарядом, ввиду проявления "эффекта памяти" - т. е. необратимое ухудшение характеристик при дозаряде не совсем разряженных аккумуляторов

- после длительного хранения необходима "раскачка" (для полноценной отдачи аккума, после длительного хранения, за сутки до необходимого использования необходимо сделать цикл заряд/разряд)

- для получения наилучших результатов по токоотдаче, желательно заряжать непосредственно перед использованием

 

NiMH - никель металл гидридные

Плюсы:

- номинальное напряжение 1,2V

- ресурс до 300 циклов для "силовых"(заряжаемых и разряжаемых большими токами)

Преимущества по отношению к Ni-Cd:

- выше ёмкость, при тех же габаритах

- выше средний вольтаж

- большие отдаваемые токи

- менее выражено падения напряжения от начала к концу цикла разряда

- гораздо менее подвержены "эффекту памяти" - т.е. доразряд перед зарядкой желателен после каждых 5-6 циклов

Минусы:

- срок службы около 1,5 лет (даже если эксплуатируется очень редко)

- выход из "строя" при глубоком разряде

- сильный саморазряд

- необходимость периодической подзарядки при длительном хранении (см. 2 предыдущих пункта)

- ухудшение характеристик при минусовых температурах

- для получения наилучших результатов по токоотдаче, желательно заряжать непосредственно перед использованием

 

LI-Io - литий ионные

- номинальное напряжение 3,6V

- ресурс до 50 циклов, потом заметное ухудшение емкостных характеристик

Преимущества по отношению к Ni-Cd/NiMH:

- очень малый саморазряд

- менее выражено падения напряжения от начала к концу цикла разряда

Минусы:

- малый ресурс

- относительно малые отдаваемые токи

- подвержены "эффекту памяти"

- пожароопасность при перезаряде

- пожароопасность при переразряде

- выход из "строя" при глубоком разряде

- значительное ухудшение характеристик при минусовых температурах.

*Данных, по практическому применению в качестве силовых, нет. Ввиду большого к-ва недостатков и появлении вслед за ними Li-Po (литий полимерных) аккумуляторов, превосходящих их по всем параметрам, должного развития как "силовые" не получили. Сейчас практически не применяются и в дальнейшем рассматриваться не будут.

 

Li-Po - литий полимерные

Плюсы:

- номинальное напряжение 3,7V

- ресурс - 300 циклов ? (на данный момент уже эксплуатируются до 2-х лет, при интенсивном использовании...)

Преимущества по отношению к Ni-Cd/NiMH:

- значительно выше ёмкость

- большие отдаваемые токи

- очень малый саморазряд

- гораздо меньший вес и размеры

- не имеют "эффекта памяти" - т.е. можно дозаряжать в любой стадии заряженности

- незначительный нагрев при зарядах и разрядах большими токами

Минусы:

- выход из "строя" при глубоком разряде

- "боится" механических повреждений

- плохо работают при минусовых температурах (уже при "-5" отдают не более 70% ёмкости) и сильно падает напряжение

- при неправильном использовании могут быть пожароопасны.

* - В первую очередь касается "дешёвых производителей" пытающихся пробиться на рынок за счёт низкой цены. Последние поколения полимеров используемые "дорогими" производителями НЕ ГОРЯТ!

 

Li-Fe - литий-фосфатные (точнее Li-Fe-Po4)

- номинальное напряжение 3,3V

- ресурс - не менее 500 циклов (или не менее 3-х лет)

Преимущества по отношению к Ni-Cd/NiMH:

- большие отдаваемые токи

- очень малый саморазряд

- меньший вес

- не имеют "эффекта памяти" - т.е. можно дозаряжать в любой стадии заряженности

- незначительный нагрев при зарядах и разрядах большими токами

Преимущества по отношению к Li-Po:

- не боятся умеренных перезарядов и переразрядов

- абсолютно пожаробезопасны

- нормально работают при температурах до минус 20˚С

Недостатки:

- относительно низкая ёмкость

- большой "провал" по напряжению под нагрузкой

 

Недавно появились Li-Fe-Po в плёночной упаковке прямоугольной формы, внешне похожие на Li-Po

 

Ni-Cd и NiMH (чтобы не вводить народ в заблуждения) - номинальное напряжение при полном заряде - 1. 25 В. Силовые (оба типа) могут разряжаться большими токами, но настоятельно не рекомендуется ЗАРЯЖАТЬ большими токами (иначе падает емкость и уменьшается количество циклов зарядаразряда). Максимальные токи заряда - до 0.3 С (0.3 от ёмкости от аккумулятора, в отличии от всяких Li у которых до 1-5С ). Напряжения разряженных аккумуляторов, на одном элементе, у NiMH - 1 В , у NiCD - 0.9 В. Опускание ниже данного порога грозит преждевременным выходом из строя данного элемента или всей батареи в целом.

 

Заряд аккумуляторов.

Что бы получить от аккумуляторов полноценную отдачу, необходимо их правильно зарядить. Базовые зарядные устройства (входящие в комплекты, где "всё включено", представляют из себя в сущности просто блок питания, с небольшими зарядными токами) заряжают весьма посредственно, соответственно и аккумуляторы ведут себя так же.

 

Более дорогие зарядники уже имеют более сложные алгоритмы зарядных токов, соответственно и заряжают более качественно. Ибо у каждой "внутренней химии" свои признаки заряженности, качество контроля которых и зависит от уровня точности зарядника. Но зарядные устройства - это уже отдельная тема.

 

Итак, в зависимости от типа аккумулятора, и заряжать их надо соответствующим образом.

 

Режим "авто" применять весьма неправильно, т.к. при таком алгоритме заряда используются некоторые усреднённые параметры батарей, а гораздо правильнее на зарядном устройстве установить конкретный тип аккумулятора и необходимые для него параметры. Только иногда, владелец "умной" зарядки, становится в тупик - какие же выбрать параметры заряда, для заряда конкретного аккумулятора...

В этом посте будут освещены зарядные режимы, рекомендуемые для каждого вида аккумуляторов. Условия и особенности хранения и обслуживания будут рассмотрены в следующем посте...

 

Ni-Cd и Ni-MH аккумуляторы.

При заряде, напряжение на них растёт до определённой величины, потом некоторое время стабилизируется и при наступлении полной заряженности начинает снижаться. Процесс отслеживания окончания заряда называется Delta Peak (дельта пик, или дельта V). И чем оно (падение напряжения) точнее будет отслежено, тем раньше будет остановлен процесс заряда. Соответственно качественне будет заряжен аккумулятор и недопущен перезаряд.

 

Рекомендуемые режимы

 

Ni-Cd:

Зарядный ток - до 2С* (где С - ёмкость аккума в ампер часах),

тип импульса - Normal, Flex, Re-Flex (последний особенно эффективен для старых аккумуляторов)

Delta Peak - 7-10 mV на 1 элемент, (т.е., например для батареи 8,4V - Delta Peak = 49-70mV)

ток подкачки (trickle) - 50-100mAh

 

Ni-MH

Зарядный ток - до 1С*

тип импульса - Linear (линейный), Stp (ступенчатый)**

Delta Peak - 2-3 mV (на 1 элемент)

trickle - не рекомендуется...

 

Для обоих выше указанных типов следует помнить:

 

Не допускайте во время заряда, перегрева аккумуляторов свыше 50˚С.

Если Вы хотите максимально использовать возможности вашего аккумулятора, выставляйте на зарядном верхнее значение Delta Peak. Если же закачка последних 50mAh не так существенна и хотите поберечь свой аккумулятор - выставляйте минимальное значение Delta Peak.

* Если Вы полноценно хотите использовать мощность аккумулятора, то их следует заряжать большим током (ускоренный заряд), если же для Вас важнее полноценно использовать ёмкость - то следует заряжаться малым током (так называемый, нормальный заряд), при котором ток = 1/10С, а время заряда составляет 14 часов для Ni-Cd и 16 часов для Ni-MH.

** Ступенчатый заряд (позволяет ускоренно зарядить аккумуляторы) - заряд линейным током 1С 10% ёмкости, затем 1,5С - до 80% ёмкости и окончательная докачка 0,5С.

 

LI-Io, Li-Po, Li-Fe

Для контроля заряда данных типов аккумуляторов используется специальный процесс называемый CV-CC, в котором контроль заряда осуществляется по достижении определённого для каждого типа аккумуляторов напряжения. Полным током "забивается" до 80% ёмкости (или при приближении вольтажа на батарее к конечному), а потом зарядное устройство начинает постепенно уменьшать ток, заканчивая процесс заряда током примерно 30-50 mAh. Влиять на процесс, пытаясь увеличить ток (если зарядное уже начало его понижать) невозможно, всё происходит автоматически. Можно только его уменьшать...

 

Рекомендуемые режимы

Для всех трёх типов аккумуляторов:

рекомендуемый зарядный ток 1С*

 

*для Li-Po допускается до 2С (3С для нового поколения), для Li-Fe допустимо до 5С (правда ещё нет данных, о реальном сроке службы после таких форсированных зарядов).

 

Важно!

Цитата:Для предотвращения преждевременного выхода из строя, при заряде батарей данных типов, собранных из последовательно соединённых элементов, настоятельно рекомендуется пользоваться специальным дополнительным устройствам - балансиром (если такового не имеет само зарядное устройство), которое в поцессе заряда выравнивает напряжение на каждом элементе батареи.

 

 

Кто хочет следить за своими аккумами и заряжать их (а главное и правильно разряжать их) на "умной" зарядке типа Imax B6. У неё, если не выставить минимальное напряжения разряда аккумулятора, может проскочить момент нижнего порога разряда и аккум резко будет терять в своих свойствах ( до 300 заявленных циклов (ага, на 3 года аккума хватит) Вы никак не дотянете, максимум до 50 ).

 

Рекомендуемый ток заряда для всех никелей - 0.1С

Самый большой недостаток никелей - большой ток саморазряда. Их, в отличии от литиевых, нельзя зарядить за неделю до игры. Но, при должном уходе, они Вас будут радовать не один сезон игр 🙂 и литиевые аккумуляторы не есть панацеей. :). При глубоком разряде - есть возможность восстановить их до , хотя бы, ёмкости в 0.5 от номинала.

 

LiIo - количество циклов до 50 при условии заряда током в 1С . При заряде уже в 0.5С - гарантировано 80 циклов. При заряде в 0.1 С - до 500 циклов.

 

LiFePo4 - "провал" напруги очень мал, изначально разрабатывались именно под большие токи (почему и называются - А123 - токоотдача на стендовом аккумуляторе 123 Ампера (при таком токе и чуть большей напруге и троллейбус можно сдвинуть с места, с пассажирами ). На данный момент являются самыми перспективными и во всех смыслах безопасными. Как и ВСЕ литии очень бояться глубокого разряда и восстановлению после этого, как правило, не подлежат.

 

Свинцовые аккумуляторные батарей не используются в страйке из-за малой токоотдачи. (не более 10С). Т.е. для мотора "магнум" на 130 пружине нужен аккум не менее 7 Ампер часов, а то и больше, а это очень большие габариты.

 

Хранение, обслуживание и эксплуатация.

Любые, даже самые хорошие аккумуляторы, можно испортить не только неправильным зарядом, но и просто неправильным хранением или обслуживанием. И как правило, изменения, которые происходят внутри аккумулятора, при неправильной эксплуатации, уже необратимы... Легенды, об "умерших, а потом оживлённых" на умных зарядках аккумуляторах - всего лиш легенды. Иногда можно улучшить показатели аккума, но всё равно он уже никогда не будет таким, как если бы вы его изначально обслуживали правильно.

 

Ni-Cd

Новые Ni-Cd аккумуляторы, имеют минимальную заряженность, т.е. продаются практически пустыми. Как правило, после первого заряда могут вообще "отдать" 10-20% от номинальной ёмкости. Особенно если лежали долго. Это нормально, для данного типа аккумуляторов... В начале эксплуатации, для выхода на нормальные рабочие режимы, данный тип аккумуляторов требует так называемой "раскачки" и выходит на свои параметры после 4-й - 5-й цикла разряда.

 

Процедура "раскачки" производится один раз, в начале эксплуатации.

 

1. Доразрядите аккумулятор, выставив порог разряда, из рассчёта 0,8V на каждый элемент батареи. Ток разряда по возможности минимальный, желательно 50 mAh.

Если в Вашем зарядном устройстве нет функции разряда, то желательно приобрести специальный разрядник.

Самый неправильный метод - разряд автомобильной лампочкой, всё же применимый для Ni-Cd батарей (лампа должна быть не мощной, и разряжаем - пока свечение спирали не перейдёт в накал).

 

2. Зарядите аккумулятор током 0,1С, 14 часов. Желательно с контролем по Delta Peak. Если зарядное устройство прекратит заряд, не закачав аккумулятор полностью, ни в коем случае не дозаряжайте аккумулятор.

 

3. Разряжаем или "отстреливаем" аккум и доразряжаем.

 

4. Даём аккуму час "отдохнуть" и можно опять заряжать. Но уже можно током 1С.

 

Каждый следующий цикл, лучше проводить на следующий день. Или, хотя бы надо придерживаться следующей схемы, как при раскачке, так и при дальнейшей эксплуатации:

Если хотите аккум использовать 2 раза в день, сделайте перерыв между зарядами 2 часа. Если 3 раза в день - то перерывы 3 часа.

Как правило, после 5-го цикла, аккумулятор должен "отдавать" свою номинальную ёмкость.

 

Ещё несколько советов и напоминаний:

 

1. НИКОГДА не заряжайте не доразряженные Ni-Cd аккумуляторы.

 

2. Храним Ni-Cd аккумуляторы разряженными, т.е. после использования желательно сразу доразрядить!!! Иначе станут "ленивыми" - не будут отдавать большой ток.

 

3. После длительного хранения (более 2-х недель), за сутки до желаемого использования, надо сделать цикл заряд-разряд.

 

4. Заряжаем (на "боевой" заряд) непосредственно перед использованием. Чем более давно заряжен аккум - тем "ленивее" он отдаёт большие токи.

 

5. Не используйте аккумуляторы более 3-х раз в день.

 

*Если аккумулятор спаян так, что нет возможности контролировать напряжение на каждом элементе отдельно, периодически надо производить уравнивающий разряд.

Т.к. в пакете банки соединены последовательно, то мы можем контролировать только суммарное напряжение на пакете (усреднённое, по сумме напряжений отдельных элементов). Т.е. какие то элементы уже могут быть разряжены ниже номинала, а на каких то ещё вольтаж выше. Поэтому Ni-Cd пакеты, периодически, раз на 6-8 циклов, рекомендуется разряжать "глубже" - до 0,3-0,4V под нагрузкой 50-100mAh (это называется уравнивающий разряд). Совсем в "0" всё же разряжать нежелательно.

 

Ni-MH

Ni-MH разряжаем до 0,9V на элемент, опять же под небольшой нагрузкой. Аккумуляторы последних выпусков, с ёмкостями 4200, 4500 и 4600 - самые "капризные" в линейке металл-гидридов, и для них порог разряда 1,0V. При этом, т.к. они не могут долго лежать разряженные (из-за большого саморазряда), то разряжать их желательно непосредственно перед зарядом. Потом дать им час "отдохнуть" и заряжаем. Т.к. их нельзя "подравнивать" глубоким разрядом, то для Ni-MH применяют так называемый "уравнивающий" заряд - это когда последние 20% ёмкости заряжаем очень малым током - порядка 100mAh.

 

Посмотрите внимательнее на параметры зарядки - там в вашем описании есть запятая! Так вот до запятой, 230 V - 50 Hz 70 mA - это параметры потребления. А после запятой - 9V _ _ _ 500 mA - это параметры на выходе зарядки. Т.е. она заряжает током 0,5А (500 mA). Теоретически, если заряжать током 500 mA 18 часов, то уже на третьем часу может рвануть. Очень часто, "медленные" недорогие зарядки, стандартно комплектуемые во многие изделия имеют недостаточный вольтаж для перезаряда аккумов. А именно: заряд идёт, пока напряжение выдаваемое зарядкой выше чем у аккума. По мере заряда, напряжение на аккуме поднимается, разница напряжений исчезает, зарядный ток сильно падает и процесс заряда замедляется или даже прекращается, из-за чего аккумулятор часто остаётся недозаряженным. По этой же причине они и не заряжают аккум, к которому пытаются добавить дополнительную "банку", для поднятия вольтажа.

 

Все "умные" зарядки, имеющие вход 12V, в стационарных условиях запитываются от блоков питания, имеющих на выходе не менее 12V и могущие выдать ток не менее того, какой максимальный вы будете применять при заряде батарей. Если блок питания по амперажу слабый, то и большой ток на выходе зарядника Вы не получите. Ну и естественно, в походных условиях, запитываетесь от аккума автомобиля.

 

Типоразмеры применяемых элементов.

 В настоящее время существует множество типоразмеров аккумуляторов каждого типа, и уж из них собираются аккумуляторные батареи с необходимыми для потребителя параметрами.

Каждый типоразмер имеет своё обозначение. Не "мизинчиковые", "пальчиковые", "средние" и "большие", а соответственно ААА, АА, С и D. Эти типоразмеры соответствуют аналогичным размерам обычных батареек, полностью повторяют их форму и предназначены для их замены в бытовой технике. Такие аккумуляторы не рассчитаны на большие токи, для них главное ёмкость и долговечность.

 

Следующая группа аккумуляторов, так называемые промышленные, внешне отличается отсутствием выступающего "носика" на положительном полюсе и предназначены для сборки батарей методом контактной сварки. Их также можно разделить на 2 подгруппы, причём в одном размере могут быть как обычные (применяются, опять же, в бытовой технике), так и силовые (или "горячие"), для которых большие зарядные и особенно разрядные токи, нормальное явление. Вот этим то и обьясняется, почему внешне одинаковые аккумуляторы, иногда значительно отличаются по цене...

Все типоразмеры аккумуляторов перечислять нет смысла, а будут затронуты лиш наиболее часто употребляемые для "запитки" АEG-ов.

 

Ni-Cd/NiMH

По спецификациям производителей, слева направо - типоразмеры А, 2/3А и Sub C. Все прочие названия - жаргон и диалекты...

 

Типоразмер А - Ø17мм, L-49мм.

В линейке Ni-Cd ёмкость 1100, 1400 и максимально 1700 mAh.

Вес батарей не указываю, т.к. чем выше ёмкость, тем больший вес в каждом типоразмере.

Дальнейшего развития в виде NiMH не получили, хотя и существуют...

Лучшими для потребителя, по совокупности параметров, в этом типоразмере можно назвать Ni-Cd 1700 mAh.

 

Типоразмер 2/3А - Ø17мм, L-29мм.

Ni-Cd - ёмкость 600, 800 mAh

NiMH - ёмкости от 1100 до 1600 mAh

В этом типоразмере, пожалуй лучшие представители NiMH 1600 mAh. Хоть они и проигрывают Ni-Cd по сроку службы, но гораздо выше ёмкость при незначительной цене...

 

Типоразмер Sub C - Ø23мм, L-43мм.

Наиболее обширная группа по номинальным ёмкостям:

Ni-Cd - ёмкость от 1200 до 2400 mAh.

NiMH - ёмкость от 2400 и до 4600 mAh.

По данной группе аккумуляторов хочется предостеречь пользователей - не "гонитесь" за самыми большими ёмкостями, уж очень у них небольшой срок службы (опять - предел технологий). На каком-то этапе лучшими были 3700, потом появились 4200-4600. Используются в технических видах спорта, где на уровнях Чемпионатов Мира нужны рекорды скорости (соответственно огромная токоотдача), а о сроках службы вообще не задумываются. Спортсмены аккумуляторы 4600 называют "одноразовыми" (после нескольких циклов ёмкость падает до 3600-3700 и при этом очень большой % вообще выхода из строя отдельных элементов)...

Для основной массы потребителей это важно, поэтому потом появились, менее ёмкие аккумуляторы 4000 mAh, даже в названии которых прописано Longlife - "длинная жизнь". На данный момент они действительно лучшие по совокупности ёмкость/срок службы.

 

Li-Po

Тут всё проще. Представляют из себя пластины прямоугольной формы, затянутые в плёночную оболочку.

Ёмкость напрямую зависит от обьёма, т.е. чем выше ёмкость, тем больше размер. Ну а качество уже зависит от производителя...

Ёмкость одного элемента (используемых в нашем деле  ) - до 3300 mAh. Все большие ёмкости собираются параллельным соединением элементов. Но об этом поговорим позже...

 

Ну и для сравнения, ещё аргумент в пользу лития:

Ni-Cd 7,2V 1800 mAh - 270 грамм,

Li-Po 7,4V 1800 mAh - 82 грамма

 

Li-Fe-Po4

Разработаны относительно недавно и по своим типоразмерам не "попадают" в устоявшиеся стандарты.

Оригинальные - А123 systems:

1100 mAh - Ø19мм, L-65мм, вес 39 гр.

2300 mAh - Ø26мм, L-65мм, вес 70 гр.

 

Ну и "Братья" китайцы вовсю развивают технологию Li-Fe.

Пока на наш рынок попали 4 типоразмера:

950 и 1000 mAh - в размере Sub-С,

1600 mAh - в размере 1,5 Sub-С - Ø22,5мм, L-65мм,

2300 mAh аналогичные по размерам 2300 А123 systems.

 

И совсем недавно немецкая модельная фирма LRP заявила Li-Fe-Po прямоугольной формы, в плёночной оболочке, как у Li-Po.

Каким Током Заряжать Аккумулятор Шуруповерта

Как заряжать Ni-Cd аккумуляторы, зарядные устройства, параметры

Сегодня Ni─Cd аккумуляторы используются в основной массе портативных инструментов не различных электронных устройствах (фотоаппараты, плееры не т. п.). Правда, в последние годы наблюдается тенденция замещения их литий─ионными аккумуляторами. Для возможности аккумулятор вашей аппаратуры служил долго, никель─кадмиевые батареи нужно правильно эксплуатировать, вовремя не своевременно заряжать не постоянно проводить циклы разряда-заряда. Тогда Ni─Cd аккумулятор будет работать у вас долго. Сегодня мы разговор пойдет о том, как заряжать никель─кадмиевые аккумуляторы по всем правилам.

Особенности Ni-Cd эксплуатации аккумуляторов

Чтобы никель-кадмиевые аккумуляторы работали продолжительное время, нужно их полностью разряжать.

Ni─Cd автомобильные аккумуляторы имеют ярко выраженный эффект памяти. Если разрядка в течении эксплуатации будет неполной, то эффективная площадь электродов аккумулятора будет постоянно снижаться.

Поэтому, до того как зарядить никель кадмиевый аккумулятор нужно полностью разрядить элементы батареи до напряжения 0,9─1 вольт. Это позволить в течении длительного срока сохранить параметры батареи не увеличить срок службы Ni─Cd аккумуляторов. Стоит отметить, что слишком сильный разряд, ниже порогового значения также не рекомендуется.

Процесс «тренировки» иначе говоря циклирования также нужно выполнять после длительного (более шесть месяцев) хранения Ni─Cd аккумуляторов. Увы сильно усердствовать также не следует, поскольку излишнее циклирование снижает ресурс аккумулятора. Стоит отметить ещё один момент. Если не заряжается аккумулятор шуруповерта, каким током заряжать аккумулятор. Если вы не собираетесь использовать никель─кадмиевые батарейки, то не нужно их заряжать. Данный тип батарей может вполне нормально храниться в разряженном состоянии. В заряженном состоянии никель─кадмиевый аккумулятор постепенно теряет первоначальные характеристики.

Теперь несколько слов что, какие встречаются зарядные устройства для Ni─Cd аккумуляторов.
Вернуться к содержанию

Разновидности зарядных устройств для никель─кадмиевых аккумуляторов

Сегодня в рыночных условиях выделяют две основные группы устройств, предназначенных для заряда никель кадмиевых аккумуляторов:

  • Автоматические ЗУ;
  • Реверсивные импульсные ЗУ.

Автоматические зарядное устройство для Ni-Cd батарей аккумуляторных. Это простые не доступные в ценовом плане устройства. Они менее сложные не выпускаются в конструкции, которая позволяет заряжать по два по другому четыре батарейки одновременно. Чтобы запустить заряд никель кадмиевых аккумуляторов, вставьте в батарейки в зарядное устройство. Переключателем ЗУ нужно установить количество заряжаемых батареек не подключить устройство к сети.

Вы, автоматическое зарядное устройство для никель─кадмиевых аккумуляторов имеет следующую цветовую индикацию. Красный цвет индикатора показывает, что идёт процесс заряда батареек. Чтобы сделать разряд аккумуляторов, на устройстве имеется переключатель «разряд». На протяжении разряда индикатор имеет жёлтый цвет. Когда пройдёт разряд, зарядное устройство для Ni─Cd аккумуляторов само запустит зарядку. Зелёный цвет индикатора говорит что же на самом деле, что цикл разряд-заряд закончен.

Пример для Ni-Cd аккумуляторов

Дополнительно можете прочитать отдельную статью о про восстановление Ni─Cd аккумулятора для шуруповерта.

Реверсивное импульсное ЗУ. Эти устройства более сложные не стоят дороже, чем модели первого типа. Обычно отечественные изготовители позиционируют их как профессиональные. Такое зарядное устройство для Ni─Cd аккумуляторов циклически проводит разряд-заряд с разным временным интервалом.

Устанавливается аккумулятор, выставляется режим не запускается работа. Индикатор даст сигнал об окончании зарядки. Каким током разряжать аккумулятор ni-cd шуруповерта…. Посредством таких ЗУ можно не столько выполнять заряд никель─кадмиевых аккумуляторов, но зато поддерживать их в исправности. Для примера есть вариант привести широко распространённое универсальное зарядное устройство iMAX B6.

Никель─кадмиевые АКБ менее требовательны к характеристикам зарядного устройства, чем Ni-MH аккумуляторы. Увы экономить тут нельзя, поскольку дешевые устройства сокращают срок эксплуатации батарей. Теперь, попробуем разобраться, как зарядить никель кадмиевый аккумулятор.

Процесс разряда и заряда Ni─Cd аккумуляторов

Процесс разряда никель─кадмиевых батарей

Для этой цели вам типа батарей (как впрочем, для других) разрядные характеристики зависят от особенностей аккумуляторов, которые определяют его внутреннее сопротивление. Среди таких особенностей отметим структуру не толщину электродов. На разрядные характеристики влияют:

  • толщина сепаратора не его структура;
  • плотность сборки;
  • объём электролита;
  • некоторые характеристики конструкции.

Во время работы обстановке продолжительного разряда используются дисковые батарейки с прессованными электродами большой толщины. Им разрядная кривая показывает постоянное медленное снижение напряжения до величины 1,1 вольта. Разрядная ёмкость для которого предназначена конструкция дальнейшего разряда до один вольта равна от пять до десять процентов от номинального значения. Особенностью этого типа батарей является существенно падение разрядной ёмкости не напряжения при увеличении тока до 0,4С. Каким током заряжать аккумулятор аккумулятор шуруповерта каким током заряжать. Объяснение этому достаточно простое ─ невозможность разряда активной массы равномерно на всей электрода.

НИКЕЛЬ кадмієві акумулятори Ni-CD як заряджати. Інструкція з експлуатації.

Це відео про те, як експлуатувати нікель кадмієві акумулятори NICD. Ви дізнаєтеся як правильно розряджати, заряджати

Дисковые Ni-Cd аккумуляторы

Если уменьшить толщину электродов не увеличить их количество до четырёх, то ток разряда для дискового аккумулятора вам понравятся увеличен до величины 0,6С.

Аккумуляторные батареи с электродами из металлокерамики имеют малое внутреннее сопротивление и высокие энергетические характеристики. На их разрядных характеристиках заметно меньшее падение напряжения. У этого типа аккумуляторов величина напряжения держится выше 1,4 вольта до отдачи 0,9 от номинальной ёмкости. При дальнейшем разряде не падении напряжения с 1,1 до один вольта отдаётся около три процентов номинальной ёмкости. Допускается разряжать Данный тип аккумуляторов разрядными токами величиной до 3─5С.

Ni─Cd аккумуляторы цилиндрической формы конечно разряжать более высокими токами. Там используются рулонные электроды, что позволяет разряжать их максимальным током 7─10С.

Цилиндрические Ni─Cd аккумуляторы

На изображениях ниже мы видим влияние тока разряда не температуры на значение разрядной ёмкости.

Разрядная характеристика никель─кадмиевого аккумулятора отталкиваясь от тока разряда

Разрядная характеристика никель-кадмиевого аккумулятора исходя из температуры ОС

Разрядная характеристика никель-кадмиевого аккумулятора исходя из тока разряда при различных температурах

Увеличение сопротивления объясняется ограниченным объёмом электролита в герметичной батарейке. Состав не концентрация электролита сильно отражаются на характеристиках. У них напрямую зависит температура образования твёрдой фазы. Это бывают вариации кристаллогидраты, лёд, соли не т. п. При замёрзшем электролите разряд вообще отсутствует. Работоспособность Ni─Cd в основной массе случае ограничена температурой минус двадцать градусов Цельсия. Иной раз при корректировке состава электролита не его концентрации изготовители} {отечественного выпускают модели Ni─Cd батарей работоспособных при минус 40.

Если у вас электроинструмент или электронный гаджет работает на металлогидридных батарейках, вам будет интересно прочитать что же на самом деле, как восстановить Ni─MH аккумуляторы.
Вернуться к содержанию

Процесс заряда никель─кадмиевых батарей

На протяжении зарядки никель─кадмиевых аккумуляторов важным моментом является ограничение излишнего заряда. Это важный момент, поскольку при заряде никель─кадмиевых аккумуляторов внутри них растёт давление. Каким током разряжать аккумулятор ni-cd шуруповерта…. В ходе зарядки выделяется кислород не постепенно снижается коэффициент использования тока. На графике ниже мы видим зависимость разрядной ёмкости от скорости заряда. Данные приводятся для цилиндрических батарей.

Эффективность заряда никель-кадмиевого аккумулятора при различной скорости зарядки

Чтобы аккумулятор полностью зарядился, ему требуется сообщить до сто шестьдесят процентов от номинальной ёмкости. Зарядка никель кадмиевых аккумуляторов должна вестись в интервале температур 0─40 С. Рекомендуемый интервал 10─30 С. При понижении температуры на отрицательном электроде снижается поглощение кислорода не растёт давление. И поэтому при сильном перезаряде по причине увеличения давления может открыться аварийный клапан. При увеличении температуры потенциал растёт на положительном электроде очень рано выделяется кислород, что сокращает процесс зарядки как правило.

Если температура поддерживается стабильной, то на процесс заряда сильно влияет ток. Его увеличение вызывает рост скорости выделения кислорода. А скорость его поглощения одновременно не меняется, поскольку зависит от особенностей конструкции батареи аккумуляторной. Влияние на газопоглощение оказывает компоновка, структура, толщина электродов, материал сепаратора, объем электролита.

Стандартный режим зарядки считается следующий. Никель─кадмиевый аккумулятор с напряжением один вольт заряжается примерно 14─16 часов током 0,1С. Детали процесса зарядки оговариваются производителями аккумуляторов. Они отличаются по причине особенностей конструкции иначе говоря увеличенной закладки активной массы (это делается для наращивания ёмкости). Для Ni-Cd аккумуляторов используется зарядка постоянным током на протяжении всего времени. А используется схема ступенчатого или плавного снижения тока зарядки в свое время процесса. Это позволяет проводить длительную зарядку без риска повредить аккумулятор. При таких режимах ток зарядки на первой стадии может значительно превышать значение 0,1С.

Часто конечно необходимость в увеличении скорости зарядки. Отечественные изготовители решают эту проблему выпуском батарей, которые способны эффективно заряжаться большими токами. В этом случае используются различные бухгалтерской системы контроля, охраняющие никель─кадмиевый аккумулятор от сильного перезаряда. Эти позволяющей вести бухгалтерский учет (софт) контроля быть содержать, как сами аккумуляторы, так не зарядное устройство для никель─кадмиевых аккумуляторов.

Для цилиндрических Ni-Cd аккумуляторов рекомендуется выполнять зарядку постоянным током величиной 0,2 С в течение 6─7 часов. Также используется режим током 0,3 С в течение 3─4 часов. Каким током заряжать аккумулятор от шуруповерта. В последнем случае контроль по времени заряда обязателен. Если ведётся ускоренный заряд, то перезаряд должен составлять до 120─140 процентов от ёмкости не более. И тогда Ni─Cd аккумулятор набирает разрядную ёмкость нисколько не меньше номинальной. На работе в ускоренных режимах отечественные изготовители даже предлагают аккумуляторы, которые бывают вариации заряжаться за один час. В таком режиме используются различные средства контроля за температурой не напряжением, чтобы никель─кадмиевые батарейки не деградировали в ходе резкого роста давления.

Если заряд прекращается давление внутри батареи аккумуляторной ещё продолжает расти, поскольку окисление гидроксильных ионов на оксидно─никелевых электродах продолжается. Постепенно скорость выделения кислорода на положительном электроде сравнивается с поглощением на отрицательном (кадмиевом) электроде. Поэтому давление в батарее постепенно понижается. Если был существенный перезаряд, то давление будет снижаться медленнее. Рекомендуем также прочитать что, как заряжать Ni─MH аккумуляторы.

Режим заряда Ni─Cd аккумулятора

Давайте, суммируем, что нужно знать о режиме зарядки Ni─Cd аккумуляторов. Речь, чем, о тех случаях, когда у вас можно выставить параметры. Теперь вы знаете, при заряде никель─кадмиевого аккумулятора его напряжение растёт до определённого значения, а далее стабилизируется. Когда батарея полностью заряжается, то напряжение понижается. Каким током разряжать аккумулятор ni-cd шуруповерта разрядить до 0 через как нет. По этому падению зарядные устройства чаще всего отслеживают окончание заряда. Это падение напряжения ещё называется Delta Peak. Чем точнее отслеживается эта дельта, тем батарейка заряжается более качественно не будет перезаряда.

Что же понадобится, рекомендуется следующий режим. Ток заряда до 2С (номинальная ёмкость батарейки). Если доступен, то выбирается вид импульса (Re-Flex, Flex, Normal). Delta Peak должна составлять 7─10 мВ на один элемент батареи. Ток подкачки (ещё называемый trickle) составляет 50─100 мА-ч.

Следует помнить, что нельзя допускать перегрев аккумулятора выше пятьдесят градусов Цельсия. Если вы поставили цель продлить срок службы Ni─Cd аккумулятора, то выставляйте Delta Peak по минимуму. Недозарядка составит примерно пятьдесят мА-ч. Стоит отметить не ещё ряд деталей процесса зарядки. Советуем также прочитать материал о восстановлении не ремонте Ni─Cd аккумуляторов.

Для полноценного использования мощности аккумулятора его следует заряжать большим током зарядки. Если важно использовать его мощность полностью, то нужно заряжать в нормальном режиме малым током. Величина тока около 0,1С. В время заряда составит 14─16 часов. При помощи ступенчатой подачи тока есть вариант зарядить Ni─Cd в ускоренном режиме. Для этой цели десять процентов ёмкости батареи набирается током 1С, затем до восемьдесят процентов током 1,5С, а остаток добивается током 0,5С.

Читайте так же

Ток заряда никель кадмиевых аккумуляторов

Благодаря совершенствованию производства Ni-Cd-батареи сегодня применяются в большинстве портативных электронных устройств. Приемлемая стоимость и высокие эксплуатационные показатели сделали представленную разновидность аккумуляторов популярной. Такие устройства сегодня широко применяются в инструментах, фотоаппаратах, плеерах и т. д. Чтобы батарея прослужила долго, необходимо узнать, как заряжать Ni- Cd-аккумуляторы . Придерживаясь правил эксплуатации подобных устройств, можно значительно продлить срок их службы.

Основные характеристики

Чтобы понять, как заряжать Ni- Cd-аккумуляторы , необходимо ознакомиться с особенностями подобных приборов. Их изобрел В. Юнгнер еще в далеком 1899 году. Однако их производство было тогда слишком затратным. Технологии совершенствовались. Сегодня в продаже представлены простые в эксплуатации и относительно недорогие батареи никель-кадмиевого типа.

Представленные устройства требуют, чтобы заряд происходил быстро, а разряд медленно. Причем опустошение емкости батареи необходимо выполнять полностью. Подзарядка производится импульсными токами. Этих параметров следует придерживаться на протяжении всего срока эксплуатации устройства. Зная, каким током заряжать аккумулятор Ni- Cd, можно продлить срок его службы на несколько лет. При этом подобные батареи эксплуатируются даже в самых тяжелых условиях. Особенностью представленных аккумуляторов является «эффект памяти». Если периодически не разряжать батарею полностью, на пластинах ее элементов будут формироваться крупные кристаллы. Они снижают емкость аккумулятора.

Преимущества

Чтобы понять, как правильно заряжать Ni-Cd-аккумуляторы шуруповерта, фотоаппарата, камеры и прочих портативных приборов, необходимо ознакомиться с технологией этого процесса. Она простая и не требует особых знаний и умений от пользователя. Даже после длительного хранения батареи ее можно быстро зарядить снова. Это одно из преимуществ представленных устройств, которые делают их востребованными.

Никель-кадмиевые батареи обладают большим количеством циклов заряда и разряда. В зависимости от производителя и условий эксплуатации этот показатель может достигать более 1 тысячи циклов. Преимуществом Ni-Cd-батареи является ее выносливость и возможность работы в нагруженных условиях. Даже при эксплуатации ее на морозе оборудование будет работать исправно. Его емкость в таких условиях не меняется. При любой степени зарядки аккумулятор можно будет хранить длительное время. Немаловажным преимуществом его является низкая стоимость.

Недостатки

Одним из недостатков представленных устройств является факт, что пользователь обязательно должен изучить, как правильно заряжать Ni- Cd-аккумуляторы. Представленным батареям, как уже говорилось выше, присущ «эффект памяти». Поэтому пользователь должен периодически проводить профилактические мероприятия по его устранению.

Энергетическая плотность представленных аккумуляторов будет несколько ниже, чем у других разновидностей автономных источников питания. К тому же при изготовлении этих приборов применяются токсичные, небезопасные для экологии и здоровья людей материалы. Утилизация подобных веществ требует дополнительных затрат. Поэтому в некоторых странах применение подобных аккумуляторов ограничено.

После длительного хранения Ni- Cd -батареи требуют проведения цикла заряда. Это связано с высокой скоростью саморазряда. Это также является недостатком их конструкции. Однако, зная, как правильно заряжать Ni- Cd-аккумуляторы , правильно их эксплуатировать, можно обеспечить свою технику автономным источником питания на долгие годы.

Разновидности зарядных устройств

Чтобы правильно заряжать аккумулятор никель-кадмиевого типа, нужно применять специальное оборудование. Чаще всего оно поставляется в комплекте с батареей. Если же зарядного устройства по каким-то причинам нет, можно приобрести его отдельно. В продаже сегодня представлены автоматические и реверсивные импульсные разновидности. Применяя первый тип устройств, пользователю не обязательно знать, до какого напряжения заряжать Ni- Cd-аккумуляторы . Процесс выполняется в автоматическом режиме. При этом одновременно можно заряжать или разряжать до 4 батареек.

При помощи специального переключателя устройство устанавливается в режим разрядки. При этом цветовой индикатор будет светиться желтым цветом. Когда эта процедура будет выполнена, прибор самостоятельно переключается в режим зарядки. Загорится красный индикатор. Когда аккумулятор наберет требуемую емкость, устройство перестанет подавать на батарею ток. При этом индикатор загорится зеленым светом. Реверсивные зарядные устройства относятся к группе профессионального оборудования. Они способны выполнять несколько циклов зарядки и разрядки с разной длительностью .

Специальные и универсальные зарядные устройства

Многих пользователей интересует вопрос о том, как заряжать аккумулятор шуруповерта Ni- Cd типа. В этом случае не подойдет обычный прибор, рассчитанный на пальчиковые батарейки. В комплекте с шуруповертом чаще всего поставляется специальное зарядное устройство. Именно его следует применять при обслуживании батареи. Если же зарядного устройства нет, следует приобрести оборудование для аккумуляторов представленного типа. При этом можно будет зарядить только батарею шуруповерта. Если в эксплуатации имеются батареи различного типа, стоит приобрести универсальное оборудование. Оно позволит обслуживать автономные источники энергии практически для всех устройств (камеры, шуруповерта и даже АКБ). Например, сможет заряжать Ni-Cd-аккумуляторы iMAX B6. Это простой и полезный в хозяйстве прибор.

Разрядка прессованной батареи

Особой конструкцией характеризуются прессованные Ni- Cd-аккумуляторы. Как заряжать и выполнять разрядку представленных устройств, зависит от их внутреннего сопротивления. На этот показатель влияют некоторые конструкционные особенности. Для длительной работы оборудования применяются аккумуляторы дискового типа. Они имеют плоские электроды достаточной толщины. В процессе разрядки их напряжение медленно падает до 1,1 В. Это можно проверить при помощи построения графика кривой.

Если батарею продолжить разряжать до показателя 1 В, ее разрядная емкость составит 5-10% от первоначального значения. Если ток увеличить до 0,2 С, существенно снижается напряжение. Также это касается и емкости батареи. Это объясняется невозможностью разрядить массу по всей поверхности электрода равномерно. Поэтому сегодня толщину их снижают. При этом в конструкции дисковой батареи присутствует 4 электрода. Их можно в этом случае разряжать током 0,6 С.

Цилиндрические батареи

Сегодня широко применяются батареи с металлокерамическими электродами. Они обладают малым сопротивлением и обеспечивают высокие энергетические показатели устройства. Напряжение заряженного Ni- Cd-аккумулятора этого типа удерживается на уровне 1,2 В до потери 90% заданной емкости. Около 3% ее теряется при последующем разряде с 1,1 до 1 В. Представленный тип батарей допускается разряжать током 3-5 С.

Электроды рулонного типа установлены в цилиндрических аккумуляторах. Их можно разряжать током с более высокими показателями, который находится на уровне 7-10 С. Показатель емкости будет максимальным при температуре +20 ºС. При ее увеличении это значение несущественно меняется. Если температура снизится до 0 ºС и ниже, разрядная емкость уменьшается прямопропорционально приросту разрядного тока. Как заряжать Ni- Cd-аккумуляторы, разновидности которых представлены в продаже, необходимо рассмотреть подробно.

Общие правила зарядки

При совершении зарядки никель-кадмиевого аккумулятора крайне важно ограничивать излишний ток, поступающий на электроды. Это необходимо из-за роста внутри устройства при таком процессе давления. При зарядке будет выделяться кислород. Это влияет на коэффициент использования тока, который будет снижаться. Существуют определенные требования, которые объясняют, как заряжать Ni- Cd-аккумуляторы. Парамерты процесса учитывают производители специального оборудования. Зарядные устройства в процессе своей работы сообщают батарее 160% от номинального значения емкости. Интервал температур на протяжении всего процесса должен оставаться в рамках от 0 до +40 ºС.

Режим стандартной зарядки

Производители обязательно указывают в инструкции, сколько заряжать Ni- Cd-аккумулятор и каким током это нужно делать. Чаще всего режим выполнения этого процесса стандартный для большинства разновидностей батарей. Если аккумулятор имеет напряжение 1 В, его зарядка должна выполняться в течение 14-16 часов. При этом ток должен быть 0,1 С.

В некоторых случаях характеристики процесса могут немного отличаться. На это влияют конструкционные особенности устройства, а также увеличенная закладка активной массы. Это необходимо для наращивания емкости батареи.

Пользователя также может интересовать, каким током заряжать аккумулятор Ni- Cd . В этом случае есть два варианта. В первом случае ток будет постоянным в течение всего процесса. Второй вариант позволяет длительно заряжать аккумулятор без риска его повреждения. Схема предполагает применение ступенчатого или плавного снижения тока. На первой стадии он будет значительно превышать показатель 0,1 С.

Ускоренная зарядка

Существуют и другие способы, которые приемлют Ni- Cd-аккумуляторы. Как заряжать батарею этого тип в ускоренном режиме? Здесь существует целая система. Производители увеличивают скорость этого процесса благодаря выпуску особых устройств. Они могут заряжаться при повышенных показателях тока. В этом случае прибор обладает особой системой контроля. Она предупреждает сильный перезаряд аккумулятора. Такую систему может иметь либо сама батарея, либо ее зарядное устройство.

Цилиндрические разновидности устройств заряжают током постоянного типа, величина которого составляет 0,2 С. Процесс при этом будет длиться всего 6-7 часов. В некоторых случаях допускается заряжать батарею током 0,3 С в течение 3-4 часов. В этом случае контроль процесса крайне необходим. При ускоренном выполнении процедуры показатель перезаряда должен составлять не более 120-140% емкости. Существуют даже такие аккумуляторы, которые можно будет зарядить полностью всего за 1 час.

Прекращение зарядки

Изучая вопрос того, как заряжать Ni- Cd-аккумуляторы, необходимо рассмотреть завершение процесса. После того как ток перестает поступать на электроды, внутри батареи давление все еще продолжает расти. Этот процесс происходит из-за окисления на электродах гидроксильных ионов.

Настройка режима

Чтобы правильно зарядить Ni- Cd-аккумулятор , необходимо знать правила настройки оборудования (если они предусмотрены производителем). Номинальная емкость батареи должна иметь ток заряда до 2 С. Необходимо выбрать тип импульса. Он может быть Normal, Re-Flex или Flex. Порог чувствительности (понижение давления) должен составлять 7-10 мВ. Его еще называют Delta Peak. Его лучше выставлять на минимальном уровне. Ток подкачки требуется установить в диапазоне 50-100 мА-ч. Чтобы иметь возможность полноценно использовать мощность аккумулятора, нужно выполнять зарядку большим током. Если же требуется его максимальная мощность, аккумулятор заряжают малым током в нормальном режиме. Рассмотрев, как заряжать Ni- Cd-аккумуляторы, каждый пользователь сможет выполнить этот процесс правильно.

Сегодня Ni─Cd аккумуляторы используются в большинстве портативных инструментов и различных электронных устройствах (фотоаппараты, плееры и т. п.). Правда, в последнее время наблюдается тенденция замещения их литий─ионными аккумуляторами. Для того чтобы аккумулятор вашей аппаратуры служил долго, никель─кадмиевые батареи нужно правильно эксплуатировать, вовремя и своевременно заряжать и время от времени проводить циклы разряда-заряда. Тогда Ni─Cd аккумулятор будет служить вам долго. Сегодня мы поговорим о том, как заряжать никель─кадмиевые аккумуляторы по всем правилам.

Особенности Ni-Cd эксплуатации аккумуляторов

Для того чтобы никель-кадмиевые аккумуляторы работали продолжительное время, нужно их полностью разряжать.

Ni─Cd аккумуляторные батареи имеют ярко выраженный эффект памяти. Если разрядка в процессе эксплуатации будет неполной, то эффективная площадь электродов аккумулятора будет постоянно снижаться.

Поэтому, перед тем как зарядить никель кадмиевый аккумулятор нужно полностью разрядить элементы батареи до напряжения 0,9─1 вольт. Это позволить как можно дольше сохранить параметры батареи и увеличить срок службы Ni─Cd аккумуляторных батарей. Стоит отметить, что слишком сильный разряд, ниже порогового значения также не рекомендуется.

Процесс «тренировки» или циклирования также нужно выполнять после длительного (более 6 месяцев) хранения Ni─Cd аккумуляторов. Но сильно усердствовать также не стоит, поскольку излишнее циклирование снижает ресурс аккумулятора. Стоит отметить ещё один момент. Если вы не собираетесь использовать никель─кадмиевые батарейки, то не нужно их заряжать. Этот тип батарей может вполне нормально храниться в разряженном состоянии. В заряженном состоянии никель─кадмиевый аккумулятор постепенно теряет первоначальные характеристики.

Теперь несколько слов о том, какие есть зарядные устройства для Ni─Cd аккумуляторов.
Вернуться к содержанию

Разновидности зарядных устройств для никель─кадмиевых аккумуляторов

Сегодня на рынке можно выделить две основные группы устройств, предназначенных для заряда никель кадмиевых аккумуляторов:

  • Автоматические ЗУ;
  • Реверсивные импульсные ЗУ.

Автоматические зарядное устройство для Ni-Cd аккумуляторных батарей. Это простые и доступные по цене устройства. Они менее сложные и выпускаются в конструкции, которая позволяет заряжать по два или 4 батарейки одновременно. Чтобы запустить заряд никель кадмиевых аккумуляторов, вставьте в батарейки в зарядное устройство. Переключателем ЗУ нужно установить количество заряжаемых батареек и подключить устройство к сети.

Как правило, автоматическое зарядное устройство для никель─кадмиевых аккумуляторов имеет следующую цветовую индикацию. Красный цвет индикатора показывает, что идёт процесс заряда батареек. Чтобы сделать разряд аккумуляторов, на устройстве имеется переключатель «разряд». В процессе разряда индикатор будет иметь жёлтый цвет. После того, как пройдёт разряд, зарядное устройство для Ni─Cd аккумуляторов само запустит зарядку. Зелёный цвет индикатора говорит о том, что цикл разряд-заряд закончен.

Пример зарядного устройства для Ni-Cd аккумуляторов

Дополнительно можете прочитать отдельную статью о про восстановление Ni─Cd аккумулятора для шуруповерта.

Реверсивное импульсное ЗУ. Эти устройства более сложные и стоят дороже, чем модели первого типа. Обычно производители позиционируют их как профессиональные. Такое зарядное устройство для Ni─Cd аккумуляторов циклически проводит разряд-заряд с разным временным интервалом.

Устанавливается аккумулятор, выставляется режим и запускается работа. Индикатор даст сигнал об окончании зарядки. С помощью таких ЗУ можно не только выполнять заряд никель─кадмиевых аккумуляторов, но и поддерживать их в рабочем состоянии. В качестве примера можно привести широко распространённое универсальное зарядное устройство iMAX B6.

Никель─кадмиевые АКБ менее требовательны к характеристикам зарядного устройства, чем Ni-MH аккумуляторы. Но экономить на нём нельзя, поскольку дешевые устройства сокращают срок эксплуатации батарей. Теперь, давайте, разберёмся, как зарядить никель кадмиевый аккумулятор.

Процесс разряда и заряда Ni─Cd аккумуляторов

Процесс разряда никель─кадмиевых батарей

Для этого типа батарей (как впрочем, и для других) разрядные характеристики зависят от особенностей аккумуляторов, которые определяют его внутреннее сопротивление. Среди таких особенностей можно отметить структуру и толщину электродов. На разрядные характеристики влияют:

  • толщина сепаратора и его структура;
  • плотность сборки;
  • объём электролита;
  • некоторые характеристики конструкции.

При работе в условиях продолжительного разряда используются дисковые батарейки с прессованными электродами большой толщины. Для них разрядная кривая показывает постоянное медленное снижение напряжения до величины 1,1 вольта. Разрядная ёмкость в случае дальнейшего разряда до 1 вольта равна от 5 до 10 процентов от номинального значения. Особенностью этого типа батарей является существенно падение разрядной ёмкости и напряжения при увеличении тока до 0,2*С. Объяснение этому достаточно простое ─ невозможность разряда активной массы равномерно по всей электрода.

Дисковые Ni-Cd аккумуляторы

Если уменьшить толщину электродов и увеличить их количество до четырёх, то ток разряда для дискового аккумулятора может быть увеличен до величины 0,6*С.

Аккумуляторные батареи с электродами из металлокерамики имеют малое внутреннее сопротивление и высокие энергетические характеристики. На их разрядных характеристиках заметно меньшее падение напряжения. У этого типа аккумуляторов величина напряжения держится выше 1,2 вольта до отдачи 0,9 от номинальной ёмкости. При дальнейшем разряде и падении напряжения с 1,1 до 1 вольта отдаётся около 3 процентов номинальной ёмкости. Допускается разряжать этот тип аккумуляторов разрядными токами величиной до 3─5*С.

Ni─Cd аккумуляторы цилиндрической формы можно разряжать более высокими токами. В них используются рулонные электроды, что позволяет разряжать их максимальным током 7─10*С.

Цилиндрические Ni─Cd аккумуляторы

На изображениях ниже можно видеть влияние тока разряда и температуры на значение разрядной ёмкости.

Разрядная характеристика никель─кадмиевого аккумулятора в зависимости от тока разряда

Разрядная характеристика никель-кадмиевого аккумулятора в зависимости от температуры ОС

Разрядная характеристика никель-кадмиевого аккумулятора в зависимости от тока разряда при различных температурах

Увеличение сопротивления объясняется ограниченным объёмом электролита в герметичной батарейке. Состав и концентрация электролита сильно отражаются на характеристиках. От них напрямую зависит температура образования твёрдой фазы. Это могут кристаллогидраты, лёд, соли и т. п. При замёрзшем электролите разряд вообще отсутствует. Работоспособность Ni─Cd в большинстве случае ограничена температурой минус 20 градусов Цельсия. В некоторых случаях при корректировке состава электролита и его концентрации производители выпускают модели Ni─Cd батарей работоспособных при минус 40.

Если у вас электроинструмент или электронный гаджет работает на металлогидридных батарейках, вам будет интересно прочитать о том, как восстановить Ni─MH аккумуляторы.
Вернуться к содержанию

Процесс заряда никель─кадмиевых батарей

В процессе зарядки никель─кадмиевых аккумуляторов важным моментом является ограничение излишнего заряда. Это важный момент, поскольку при заряде никель─кадмиевых аккумуляторов внутри них растёт давление. В процессе зарядки выделяется кислород и постепенно снижается коэффициент использования тока. На графике ниже можно видеть зависимость разрядной ёмкости от скорости заряда. Данные приводятся для цилиндрических батарей.

Эффективность заряда никель-кадмиевого аккумулятора при различной скорости зарядки

Чтобы аккумулятор полностью зарядился, ему требуется сообщить до 160 процентов от номинальной ёмкости. Зарядка никель кадмиевых аккумуляторов должна вестись в интервале температур 0─40 С. Рекомендуемый интервал 10─30 С. При понижении температуры на отрицательном электроде снижается поглощение кислорода и растёт давление. В результате при сильном перезаряде из-за увеличения давления может открыться аварийный клапан. При увеличении температуры потенциал растёт и на положительном электроде очень рано выделяется кислород, что сокращает процесс зарядки в штатном режиме.

Если температура поддерживается стабильной, то на процесс заряда сильно влияет ток. Его увеличение вызывает рост скорости выделения кислорода. А скорость его поглощения при этом не меняется, поскольку зависит от особенностей конструкции аккумуляторной батареи. Влияние на газопоглощение оказывает компоновка, структура, толщина электродов, материал сепаратора, объем электролита.

Стандартный режим зарядки считается следующий. Никель─кадмиевый аккумулятор с напряжением 1 вольт заряжается примерно 14─16 часов током 0,1С. Детали процесса зарядки оговариваются производителями аккумуляторов. Они могут отличаться из-за особенностей конструкции или увеличенной закладки активной массы (это делается для наращивания ёмкости). Для Ni-Cd аккумуляторов может использоваться зарядка постоянным током в течение всего времени. А может использоваться схема ступенчатого или плавного снижения тока зарядки во время процесса. Это позволяет проводить длительную зарядку без риска повредить аккумулятор. При таких режимах ток зарядки на первой стадии может значительно превышать значение 0,1*С.

Часто есть необходимость в увеличении скорости зарядки. Производители решают эту проблему выпуском батарей, которые способны эффективно заряжаться большими токами. При этом используются различные системы контроля, охраняющие никель─кадмиевый аккумулятор от сильного перезаряда. Эти системы контроля могут содержать, как сами аккумуляторы, так и зарядное устройство для никель─кадмиевых аккумуляторов.

Для цилиндрических Ni-Cd аккумуляторов рекомендуется выполнять зарядку постоянным током величиной 0,2 С в течение 6─7 часов. Также используется режим током 0,3 С в течение 3─4 часов. В последнем случае контроль по времени заряда обязателен. Если ведётся ускоренный заряд, то перезаряд должен составлять до 120─140 процентов от ёмкости и не более. В этом случае Ni─Cd аккумулятор набирает разрядную ёмкость не меньше номинальной. Для работы в ускоренных режимах производители даже предлагают аккумуляторы, которые могут заряжаться за один час. В таком режиме используются различные средства контроля за температурой и напряжением, чтобы никель─кадмиевые батарейки не деградировали в результате резкого роста давления.

После того, как заряд прекращается давление внутри аккумуляторной батареи ещё продолжает расти, поскольку окисление гидроксильных ионов на оксидно─никелевых электродах продолжается. Постепенно скорость выделения кислорода на положительном электроде сравнивается с поглощением на отрицательном (кадмиевом) электроде. Поэтому давление в батарее постепенно понижается. Если был существенный перезаряд, то давление будет снижаться медленнее. Рекомендуем также прочитать о том, как заряжать Ni─MH аккумуляторы.

Режим заряда Ni─Cd аккумулятора

Давайте, суммируем, что нужно знать о режиме зарядки Ni─Cd аккумуляторов. Речь, естественно, о тех случаях, когда у вас есть возможность выставить параметры. Как вы уже поняли, при заряде никель─кадмиевого аккумулятора его напряжение растёт до определённого значения, а затем стабилизируется. Когда батарея полностью заряжается, то напряжение понижается. По этому падению зарядные устройства чаще всего отслеживают окончание заряда. Это падение напряжения ещё называется Delta Peak. Чем точнее отслеживается эта дельта, тем батарейка заряжается более качественно и не будет перезаряда.

Итак, рекомендуется следующий режим. Ток заряда до 2С (номинальная ёмкость батарейки). Если доступен, то выбирается вид импульса (Re-Flex, Flex, Normal). Delta Peak должна составлять 7─10 мВ на один элемент батареи. Ток подкачки (ещё называемый trickle) составляет 50─100 мА-ч.

Следует помнить, что нельзя допускать перегрев аккумулятора выше 50 градусов Цельсия. Для того, чтобы продлить срок службы Ni─Cd аккумулятора, то выставляйте Delta Peak по минимуму. Недозарядка составит примерно 50 мА-ч. Стоит отметить и ещё ряд деталей процесса зарядки. Советуем также прочитать материал о восстановлении и ремонте Ni─Cd аккумуляторов.

Для полноценного использования мощности аккумулятора его следует заряжать большим током зарядки. Если важно использовать его мощность по максимуму, то нужно заряжать в нормальном режиме малым током. Величина тока около 0,1С. При этом время заряда составит 14─16 часов. С помощью ступенчатой подачи тока можно зарядить Ni─Cd аккумуляторную батарею в ускоренном режиме. Для этого 10 процентов ёмкости батареи набирается током 1С, затем до 80 процентов током 1,5С, а остаток добивается током 0,5С.

Благодаря совершенствованию производства Ni-Cd-батареи сегодня применяются в большинстве портативных электронных устройств. Приемлемая стоимость и высокие эксплуатационные показатели сделали представленную разновидность аккумуляторов популярной. Такие устройства сегодня широко применяются в инструментах, фотоаппаратах, плеерах и т. д. Чтобы батарея прослужила долго, необходимо узнать, как заряжать Ni- Cd-аккумуляторы . Придерживаясь правил эксплуатации подобных устройств, можно значительно продлить срок их службы.

Основные характеристики

Чтобы понять, как заряжать Ni- Cd-аккумуляторы , необходимо ознакомиться с особенностями подобных приборов. Их изобрел В. Юнгнер еще в далеком 1899 году. Однако их производство было тогда слишком затратным. Технологии совершенствовались. Сегодня в продаже представлены простые в эксплуатации и относительно недорогие батареи никель-кадмиевого типа.

Представленные устройства требуют, чтобы заряд происходил быстро, а разряд медленно. Причем опустошение емкости батареи необходимо выполнять полностью. Подзарядка производится импульсными токами. Этих параметров следует придерживаться на протяжении всего срока эксплуатации устройства. Зная, каким током заряжать аккумулятор Ni- Cd, можно продлить срок его службы на несколько лет. При этом подобные батареи эксплуатируются даже в самых тяжелых условиях. Особенностью представленных аккумуляторов является «эффект памяти». Если периодически не разряжать батарею полностью, на пластинах ее элементов будут формироваться крупные кристаллы. Они снижают емкость аккумулятора.

Преимущества

Чтобы понять, как правильно заряжать Ni-Cd-аккумуляторы шуруповерта, фотоаппарата, камеры и прочих портативных приборов, необходимо ознакомиться с технологией этого процесса. Она простая и не требует особых знаний и умений от пользователя. Даже после длительного хранения батареи ее можно быстро зарядить снова. Это одно из преимуществ представленных устройств, которые делают их востребованными.

Никель-кадмиевые батареи обладают большим количеством циклов заряда и разряда. В зависимости от производителя и условий эксплуатации этот показатель может достигать более 1 тысячи циклов. Преимуществом Ni-Cd-батареи является ее выносливость и возможность работы в нагруженных условиях. Даже при эксплуатации ее на морозе оборудование будет работать исправно. Его емкость в таких условиях не меняется. При любой степени зарядки аккумулятор можно будет хранить длительное время. Немаловажным преимуществом его является низкая стоимость.

Недостатки

Одним из недостатков представленных устройств является факт, что пользователь обязательно должен изучить, как правильно заряжать Ni- Cd-аккумуляторы. Представленным батареям, как уже говорилось выше, присущ «эффект памяти». Поэтому пользователь должен периодически проводить профилактические мероприятия по его устранению.

Энергетическая плотность представленных аккумуляторов будет несколько ниже, чем у других разновидностей автономных источников питания. К тому же при изготовлении этих приборов применяются токсичные, небезопасные для экологии и здоровья людей материалы. Утилизация подобных веществ требует дополнительных затрат. Поэтому в некоторых странах применение подобных аккумуляторов ограничено.

После длительного хранения Ni- Cd -батареи требуют проведения цикла заряда. Это связано с высокой скоростью саморазряда. Это также является недостатком их конструкции. Однако, зная, как правильно заряжать Ni- Cd-аккумуляторы , правильно их эксплуатировать, можно обеспечить свою технику автономным источником питания на долгие годы.

Разновидности зарядных устройств

Чтобы правильно заряжать аккумулятор никель-кадмиевого типа, нужно применять специальное оборудование. Чаще всего оно поставляется в комплекте с батареей. Если же зарядного устройства по каким-то причинам нет, можно приобрести его отдельно. В продаже сегодня представлены автоматические и реверсивные импульсные разновидности. Применяя первый тип устройств, пользователю не обязательно знать, до какого напряжения заряжать Ni- Cd-аккумуляторы . Процесс выполняется в автоматическом режиме. При этом одновременно можно заряжать или разряжать до 4 батареек.

При помощи специального переключателя устройство устанавливается в режим разрядки. При этом цветовой индикатор будет светиться желтым цветом. Когда эта процедура будет выполнена, прибор самостоятельно переключается в режим зарядки. Загорится красный индикатор. Когда аккумулятор наберет требуемую емкость, устройство перестанет подавать на батарею ток. При этом индикатор загорится зеленым светом. Реверсивные зарядные устройства относятся к группе профессионального оборудования. Они способны выполнять несколько циклов зарядки и разрядки с разной длительностью .

Специальные и универсальные зарядные устройства

Многих пользователей интересует вопрос о том, как заряжать аккумулятор шуруповерта Ni- Cd типа. В этом случае не подойдет обычный прибор, рассчитанный на пальчиковые батарейки. В комплекте с шуруповертом чаще всего поставляется специальное зарядное устройство. Именно его следует применять при обслуживании батареи. Если же зарядного устройства нет, следует приобрести оборудование для аккумуляторов представленного типа. При этом можно будет зарядить только батарею шуруповерта. Если в эксплуатации имеются батареи различного типа, стоит приобрести универсальное оборудование. Оно позволит обслуживать автономные источники энергии практически для всех устройств (камеры, шуруповерта и даже АКБ). Например, сможет заряжать Ni-Cd-аккумуляторы iMAX B6. Это простой и полезный в хозяйстве прибор.

Разрядка прессованной батареи

Особой конструкцией характеризуются прессованные Ni- Cd-аккумуляторы. Как заряжать и выполнять разрядку представленных устройств, зависит от их внутреннего сопротивления. На этот показатель влияют некоторые конструкционные особенности. Для длительной работы оборудования применяются аккумуляторы дискового типа. Они имеют плоские электроды достаточной толщины. В процессе разрядки их напряжение медленно падает до 1,1 В. Это можно проверить при помощи построения графика кривой.

Если батарею продолжить разряжать до показателя 1 В, ее разрядная емкость составит 5-10% от первоначального значения. Если ток увеличить до 0,2 С, существенно снижается напряжение. Также это касается и емкости батареи. Это объясняется невозможностью разрядить массу по всей поверхности электрода равномерно. Поэтому сегодня толщину их снижают. При этом в конструкции дисковой батареи присутствует 4 электрода. Их можно в этом случае разряжать током 0,6 С.

Цилиндрические батареи

Сегодня широко применяются батареи с металлокерамическими электродами. Они обладают малым сопротивлением и обеспечивают высокие энергетические показатели устройства. Напряжение заряженного Ni- Cd-аккумулятора этого типа удерживается на уровне 1,2 В до потери 90% заданной емкости. Около 3% ее теряется при последующем разряде с 1,1 до 1 В. Представленный тип батарей допускается разряжать током 3-5 С.

Электроды рулонного типа установлены в цилиндрических аккумуляторах. Их можно разряжать током с более высокими показателями, который находится на уровне 7-10 С. Показатель емкости будет максимальным при температуре +20 ºС. При ее увеличении это значение несущественно меняется. Если температура снизится до 0 ºС и ниже, разрядная емкость уменьшается прямопропорционально приросту разрядного тока. Как заряжать Ni- Cd-аккумуляторы, разновидности которых представлены в продаже, необходимо рассмотреть подробно.

Общие правила зарядки

При совершении зарядки никель-кадмиевого аккумулятора крайне важно ограничивать излишний ток, поступающий на электроды. Это необходимо из-за роста внутри устройства при таком процессе давления. При зарядке будет выделяться кислород. Это влияет на коэффициент использования тока, который будет снижаться. Существуют определенные требования, которые объясняют, как заряжать Ni- Cd-аккумуляторы. Парамерты процесса учитывают производители специального оборудования. Зарядные устройства в процессе своей работы сообщают батарее 160% от номинального значения емкости. Интервал температур на протяжении всего процесса должен оставаться в рамках от 0 до +40 ºС.

Режим стандартной зарядки

Производители обязательно указывают в инструкции, сколько заряжать Ni- Cd-аккумулятор и каким током это нужно делать. Чаще всего режим выполнения этого процесса стандартный для большинства разновидностей батарей. Если аккумулятор имеет напряжение 1 В, его зарядка должна выполняться в течение 14-16 часов. При этом ток должен быть 0,1 С.

В некоторых случаях характеристики процесса могут немного отличаться. На это влияют конструкционные особенности устройства, а также увеличенная закладка активной массы. Это необходимо для наращивания емкости батареи.

Пользователя также может интересовать, каким током заряжать аккумулятор Ni- Cd . В этом случае есть два варианта. В первом случае ток будет постоянным в течение всего процесса. Второй вариант позволяет длительно заряжать аккумулятор без риска его повреждения. Схема предполагает применение ступенчатого или плавного снижения тока. На первой стадии он будет значительно превышать показатель 0,1 С.

Ускоренная зарядка

Существуют и другие способы, которые приемлют Ni- Cd-аккумуляторы. Как заряжать батарею этого тип в ускоренном режиме? Здесь существует целая система. Производители увеличивают скорость этого процесса благодаря выпуску особых устройств. Они могут заряжаться при повышенных показателях тока. В этом случае прибор обладает особой системой контроля. Она предупреждает сильный перезаряд аккумулятора. Такую систему может иметь либо сама батарея, либо ее зарядное устройство.

Цилиндрические разновидности устройств заряжают током постоянного типа, величина которого составляет 0,2 С. Процесс при этом будет длиться всего 6-7 часов. В некоторых случаях допускается заряжать батарею током 0,3 С в течение 3-4 часов. В этом случае контроль процесса крайне необходим. При ускоренном выполнении процедуры показатель перезаряда должен составлять не более 120-140% емкости. Существуют даже такие аккумуляторы, которые можно будет зарядить полностью всего за 1 час.

Прекращение зарядки

Изучая вопрос того, как заряжать Ni- Cd-аккумуляторы, необходимо рассмотреть завершение процесса. После того как ток перестает поступать на электроды, внутри батареи давление все еще продолжает расти. Этот процесс происходит из-за окисления на электродах гидроксильных ионов.

Настройка режима

Чтобы правильно зарядить Ni- Cd-аккумулятор , необходимо знать правила настройки оборудования (если они предусмотрены производителем). Номинальная емкость батареи должна иметь ток заряда до 2 С. Необходимо выбрать тип импульса. Он может быть Normal, Re-Flex или Flex. Порог чувствительности (понижение давления) должен составлять 7-10 мВ. Его еще называют Delta Peak. Его лучше выставлять на минимальном уровне. Ток подкачки требуется установить в диапазоне 50-100 мА-ч. Чтобы иметь возможность полноценно использовать мощность аккумулятора, нужно выполнять зарядку большим током. Если же требуется его максимальная мощность, аккумулятор заряжают малым током в нормальном режиме. Рассмотрев, как заряжать Ni- Cd-аккумуляторы, каждый пользователь сможет выполнить этот процесс правильно.

Ni cd аккумуляторы для шуруповерта

Как востановить аккумулятор шуруповерта.

Может быть не все знают, что во всех самой различной формы аккумуляторах для ручного электроинструмента стоят унифицированные банки напряжением 1.2В и различной мощности. Имеет значение только размер банки (а они бывают 2х самых распространенных типоразмеров) и мощность измеряемая в амперах или миллиамперах. Чем большей емкости батареи – тем дольше проработает инструмент от одной зарядки.

В первую очередь посмотрите, что написано на корпусе аккумулятора. Нам нужно знать всего три значения. Это тип аккумулятора (Ni-Cd или Ni-MH или LI-Ion) напряжения (обычно 12V или 14.4V 18v 24V) и емкость батареи (что то вроде 1200mA 1.2A 2000mA 2400mA и т.д.) На недорогих моделях указано только напряжение. Это почти всегда означает никель кадмиевые SC на 1200mA Для уточнения потребуется разборка корпуса.

Если у вас стояли Ni-Cd аккумуляторы, то можно использовать только такие же Ni-Cd хотя на качественном инструменте ЗУ шли единые и заряжали как те так и другие типы. А на бюджетном и подавно, главное правильно рассчитать время зарядки.

Если у вас стояли Ni-MH аккумуляторы можно использовать как Ni-MH так и Ni-Cd

Если у вас стояли Li-Ion аккумуляторы можно использовать только Li-Ion.

Это обусловлено типом зарядных устройств для Вашей модели инструмента. Хотя как показала практика, NI-MH аккумуляторы прекрасно заряжают все зарядные устройства.

Банки стоящие в блоке спаяны последовательно, делим напряжения блока на 1.2 и получаем кол-во банок стоящих внутри блока. Зная количество, тип и емкость аккумуляторов смотрим цену за 1 штуку и решаем, стоит ли овчинка выделки) Для качественного инструмента однозначно да, для китайских бюджетных моделей стоимость может превышать цену нового инструмента раза в два-три. Но следует учитывать, что собранный из нормальных аккумуляторов блок будет и работать долго, тогда как новый бюджетный инструмент закрутит 5-10 саморезов и потребует зарядки.

Если вы все же решили заняться переборкой аккумулятора, нужно разобрать корпус и достать спаянные между собой банки. В основном корпуса собраны на саморезах, но встречаются как клееные так и с использованием винтов со звездочкой, в этом случае придется приобрести специальную отвертку. Посмотрите что написано на самих банках. Это могут быть бочонки 4/5 SC или просто SC. (Можно измерить их по высоте,SC 42мм в длину, 4/5 SC 32 мм) На замену мы предлагаем оптимальные на сегодняшний день по соотношению цена/емкость модели. Для аккумуляторов 4/5 SC это банки емкостью 1200 mAh в бумажной или пластиковой обертке. Влияние оболочки на срок службы не выявлено. Для аккумуляторов полный SC это банки емкостью SC 1800mA в бумажной или пластиковой обертке.

Теперь что касается соединения банок между собой. В заводских условиях это делается контактной сваркой. Нам же придется их спаять. Аккумуляторные батареи не любят перегрева поэтому паять нужно быстро мощным паяльником с коротким жалом. Из флюсов лучше использовать ортофосфорную кислоту. С ее помощью легко облуживаются сами аккумуляторы и перемычки лучше делать из многожильной медной проволки. Кислоту после облуживания смыть водой, чтобы она не разъела место соединения. Проволку можно достать из старого отечественного антенного кабеля, это та что идет по экрану, или купить монтажную проволку, легко паяется и стоит недорого. В любом случае лучше вначале поэкспериментировать со старой банкой, попробовать припаяться к ней.

Что касается времени зарядки, то оно чаще всего вычисляется по формуле,- Емкость аккумуляторов делиться на ток ЗУ (указан на блоке питания) и умножается на 1.5. Например, Вы поставили банки на 2000мА и блок питания у Вас 400мА (Напряжение в данном случае не имеет значения. ) (2000/400)*1.5=7.5 часов.

Вот вкратце все что нужно знать, что бы восстановить старый аккумулятор самостоятельно.

Так же весьма информативный отзыв по переборке аккумулятора используя элементы GP на 2000мА типа SC написал наш покупатель. Прочитать можете тут

Дополнение от ноября 2012 года.

Количество просмотров статьи с 2009 года составило более 12000. Кто бы мог подумать, что написанная под нас роение заметка будет столь полезна людям. Что изменилось с той поры? Во первых аккумуляторы фирмы GP серии Sub-C NI-Cd окончательно исчезли с рынка. Жаль, соотношение цена-качество было отличное.

Сегодня мы предлагаем аккумуляторы фирмы Energy Technology, хорошие по качеству и по невысокой цене.

Так же у нас есть возможность сваривать аккумуляторы контактной сваркой. Это качественно и правильно. Стоимость переборки аккумуляторов для шуруповерта не является фиксированной . Гарантия 6 месяцев. Подробнее ознакомиться с ценами можно по ссылке на любой странице сайта Ремонт аккумуляторов


Ремонт аккумулятора шуруповерта

Замена старого Ni-Cd аккумулятора шуруповерта на Li-Ion ячейки

Шуруповерт давно стал обыденным инструментом практически в каждом доме. Для любительского использования в хозяйстве обычно выбирают недорогой шуруповерт из ближайшего супермаркета или сетевого строительного магазина. Такие инструменты оснащаются Ni-Cd аккумуляторами. Несмотря на то, что щелочные никель-кадмиевые аккумуляторы (Ni-Cd) можно считать морально устаревшими, их применяют для удешевления инструмента. Если при профессиональном использовании такие аккумуляторы выдают обещанный ресурс, то использование в режиме «5 саморезов в месяц» пагубно отражается на долговечности инструмента. Это связано с недостатками кадмиевых аккумуляторов: высокий саморазряд и «эффект памяти». Через пару лет такой эксплуатации мы получаем практически не изношенный шуруповерт с «убитыми» аккумуляторами.

Так случилось и в моем случае. Шуруповерт RYOBI CMD-1202 был приобретен мной по случаю ремонта на кухне и верой отслужил 3 года, после чего заряда аккумуляторов стало хватать на вкручивание пары средних саморезов. Данный шуруповерт был укомплектован двумя Ni-Cd аккумуляторными батареями напряжением 12 В емкостью 1,7 Ач. Стоимость двух новых аккумуляторов оказалась больше стоимости нового шуруповерта такого же класса с двумя аккумуляторами в комплекте. Последний и был приобретен для хозяйственных нужд. Старый шуруповерт отправился на заслуженный отдых в кладовку.

Недавно в просторах интернета наткнулся на статью о замене никель-кадмиевых элементов аккумулятора шуруповерта на литий-ионные (Li-ion) элементы питания формата 18650. Благо последние скопились в приличном количестве, в основном из раскуроченных аккумуляторов от ноутбуков. Потратив несколько часов на изучение вопроса, выяснилось, что предлагается несколько вариантов реализации такой замены.

1. Простое последовательное соединение необходимого количества элементов 18650 и использование родного зарядного устройства. Поверхностного знания об особенности зарядки последовательно соединенных аккумуляторов достаточно чтобы исключить такой вариант. Не вникая в технические термины можно сказать, что Li-ion аккумуляторы нельзя сильно разряжать и перезаряжать, только работа в пределах 2.5 – 4.2 V дает гарантию долгой и безопасной эксплуатации аккумуляторов. Зарядка переделанного таким образом аккумулятора родным зарядным устройством быстро выведет из строя Li-ion элементы, также не исключено их разрушение в результате перегрева.

2. Соединение элементов с добавлением дополнительных балансировочных проводов, которые выводятся в отдельное гнездо. Для зарядки используются «умные» зарядные устройства типа iMAX B6 и Turnigy Accucel-6 . Процесс зарядки в этом случае получается «правильным», однако, как и в первом случае, разрядка аккумуляторов никак не контролируется, и их чрезмерный разряд значительно сократит срок службы аккумулятора. Кроме того, возникает необходимость приобретения и использования специального зарядного устройства, в условиях стройки это крайне неудобно.

3. Есть и крайне экзотические реализации данной затеи. Некоторые встраивают миниатюрные вольтметры в корпус аккумулятора, по показаниям которого определяют степень заряженности. Опытные радиолюбители разрабатывают и изготавливают контроллеры заряда и балансировки. Эти решения либо трудно повторить, либо не обеспечивают должный контроль и требуемую надежность.

Определившись с техническим заданием: использование родного зарядного устройства для зарядки аккумуляторов, никаких дополнительных разъемов и проводов, наличие контроля заряда и балансировки элементов, начал искать варианты реализации. Как всегда, наши азиатские друзья не подвели, они предлагают множество вариантов модулей контроля заряда как единичных, так и соединенных Li-Ion аккумуляторов. На данном этапе надо выбрать номинальное напряжение для нашей Li-ion аккумуляторной батареи. Вариант 3S Li-ion батарей с диапазоном напряжений 12,6 – 7,5 V не подходит для силовой техники, так как при сильной нагрузке происходит сильная просадка напряжения даже на полностью заряженной батарее. Аккумулятор из 4S Li-Ion батарей с диапазоном напряжений 16,8 – 10 V обеспечит максимально продолжительную работу, а незначительное превышение рабочего напряжения не является критичным. Подходящий для меня вариант (покупал тут) имеет следующие характеристики:

Контроллер заряда и защиты BMS 4S для 4-х Li-Ion аккумуляторов 18650
Ограничение напряжения зарядки: 4.25 V
Ограничение (отсечка) разрядки: 2.5 V
Максимальный зарядный ток: 3 А
Пиковый ток разряда: 30 А
Рабочий ток разряда: 15 A
Защита от короткого замыкания
Защита от перезарядки/переразрядки
Защита от перегрузки по току

Приступаем непосредственно к переделке

Разбираем старый аккумулятор и извлекаем Ni-Cd элементы, как в большинстве таких аккумуляторов, контактная площадка закреплена непосредственно на одном из элементов, чтобы в дальнейшем не «колхозить» с креплением контактов, приклеиваем их вместе с этим элементом при помощи термоклея.

Собираем 4 элемента Samsung ICR18650-26C 2600 мАч таким образом, чтобы обеспечить максимально-удобное расположение в корпусе. Отдельные элементы соединяем припаивая провода, сделать это надо максимально быстро, чтобы не перегреть аккумулятор. Соединяем получившуюся батарею с платой защиты согласно схеме подключения.

Устанавливаем батарею в корпус. Аккумулятор готов.

Вес старых аккумуляторов с Ni-Cd элементами составлял 560 гр., новая Li-Ion батарея «похудела» на 180 гр. и весит 380 гр. При этом, почти удвоили энергетическую емкость с 20,4 Вт*ч (12 В х 1,7 Ач) до 38,48 Вт*ч (14,8 В х 2,6 Ач). Переделанный таким образом шуруповерт прослужит верным помощником еще много лет в нашем сервисном центре.

Первая зарядка

Начальные напряжения на элементах 3,85 – 3,95 В, заряжаем родным зарядным устройством. Для контроля потребляемого тока в разрыв провода между контактом аккумулятора и контроллером заряда подключен мультиметр в режиме измерения тока. Напряжение аккумуляторной батареи и отдельного элемента контролируем двумя миниатюрными цифровыми вольтметрами. На всякий случай с помощью инфракрасного термометра контролируем температуру элементов питания и транзисторов на плате контроллера заряда. Результаты зарядки приведены в таблице и графиках.

После завершения процесса зарядки напряжения на элементах 4,15 – 4,17 В, напряжение аккумулятора в целом – 16,63 В. В процессе зарядки температура элементов питания не поднималась выше 34,5 °C, плата контроллера заряда не нагрелась совсем.


Ni cd аккумуляторы для шуруповерта

Замена аккумуляторов шуруповёрта HITACHI EB1220BL с родных никель-кадмиевых NI-CD на литий-ионные Li-ion размером 18650.

В мощных силовых портативных устройствах применяются специальные аккумуляторы с повышенной токоотдачей. В шуруповерте при повышенной нагрузке, создается высокий ток, и чтоб с ним справиться используют усиленные Ni-CD и NiMH аккумуляторы (обычно обернутые в бумагу). Средний рабочий ток двенадцати вольтового шуруповерта 3-7 ампер, при нагрузке может доходить до 15А, а в импульсе до 30А.

Отсюда вытекает первая рекомендация – необходимо применять при замене кадмия на литий только высокотоковые литий-ионные аккумуляторы. Сейчас данные аккумуляторы производят компании Samsung, LG, SONY и ряд других производителей.

Использование 4 аккумуляторов Li Ion в 12 Вольтовом шуруповерте губительно для силового ключа ШИМ регулятора оборотов, расположенный в кнопке. Напряжение полностью заряженного Li Ion аккумулятора 4,2 вольта, напряжение полностью заряженной сборки из четырех аккумуляторов составит 16.8 вольт что на треть превышает рекомендуемое напряжение, согласно закону Ома – «ток прямо пропорционален напряжению в цепи», говорит нам что ток уветичится так же на треть, и в импульсе он может достигнуть 40А, ни один ключ не выдержит такой перегрузки, и выйдет из строя. Мы рекомендуем применять для 12 Вольтового аккумулятора только 3 литий-ионных аккумулятора, 4 аккумулятора отлично справятся с 14,4 вольтовым аккумулятором, а 18 вотльтовым достаточно 5 аккумуляторов.

В процессе эксплуатации литий-ионного аккумулятора необходимо контролировать его напряжение заряда и разряда, так как в связи с его физико-химическими особенностями, напряжение необходимо держать в строго определенных рамках 2,5-4,2 вольт. Только в этих условиях гарантируется максимальный срок службы аккумулятора и безопасность его эксплуатации.

Применение контроллера заряда и разряда – обязательно и, исходя из первой рекомендации, контроллер должен поддерживать работу при токах от 12 до 30 ампер, иначе при повышенной нагрузке контроллер будет «уходить в защиту» и нормальной работы устройства не получится.

Для зарядки можно использовать родное зарядное устройство, не забудьте оставить датчик температуры и перегрева на своих местах, иначе заряжать не будет. Если по каким либо причинам зарядка «не хочет» работать, то следующих два Варианта для Вас.

Можно взять готовое к работе зарядное устройство Li-Ion аккумуляторов, рассчитанное на количество элементов в Вашей сборке и подобрать по оптимальному току заряда. В этом случае сверлится отверстие в блоке, для гнезда 5,5*2,1 мм, и дальнейшая зарядка будет осуществляться через него. Это решение особенно спасает, когда места в блоке батарей совсем мало. В нашем случае мы так и поступили, но все датчики оставили на своих местах, а вдруг пригодится.

Отличное решение для зарядки – это применение универсального модуля преобразования постоянного напряжения DC-DC с возможностью регулировки тока и напряжения, так называемые CC CV. Большую популярность имеют модули понижающие на чипах XL4015 и LM2596. Выставляете на выходе модуля напряжение заряда 12,6-13,6 В и ток заряда в пределах 500-900мАч и модуль всё остальное сделает сам. Применение данных модулей дает возможность заряжать шуруповерт от любого источника питания с напряжением выше 13 вольт. Особенно оправдано, если Ваш шуруповерт имеете блок питания отдельно от зарядного блока, тогда старый блок питания отлично справится с зарядкой новых аккумуляторов.

Ну и общие рекомендации – желательно применять сечение провода не менее 4 мм.кв., при монтаже соблюдайте осторожность, любые замыкания приводят к мгновенному разогреву проводников и можно обжечься, все соединения и места спайки должны быть максимально надежными и прочными, так как высокие токи, ну и вибрация присутствует.

Мы для нашего шуруповерта решили применить аккумуляторы SAMSUNG 18650-15M, они отвечают всем необходимым параметрам. Так же был применен контроллер Li-Ion аккумулятора Yh21047A – это миниатюрный 50*22 мм высокотоковый контроллер с защитой от короткого замыкания и перегрузки. Все соединения мы производили силиконовым проводом 6 мм.кв (рекомендуем применять сечение поменьше, с таким сечением сложно работать).

С начала мы долго думали, как разместить аккумуляторы с платой.Потом думали куда поставить разъем зарядки. Ну и как определились, начали всё потихоньку спаивать. Самым удобным оказалось два аккумулятора положить в основном корпусе, а плату BMS и третий аккумулятор расположить в штыре корпуса.

В процессе сборки появилась мысль снабдить наш аккумулятор тестером ёмкости батарей BW-LY6 V2 , сказано – сделано. Место куда его прикрутить есть, и кнопочку не забыли, чтоб можно было нажать и посмотреть сколько осталось емкости. Модуль настраиваемый, так что по сути можно прикрутить к любому аккумулятору.

В качестве заключения.

От процесса и результата остались довольны все. Вес аккумулятора уменьшился вдвое. Все возложенные испытания аккумулятор выдержал без нареканий.

Из пожеланий на будущее.

Валяется шуруповерт AEG тоже с 12 вольтовым аккумулятором, надеемся, руки дойдут и до него, и места в нем окажется побольше и думаем аккумуляторы поставить SAMSUNG 18650-22P.


как заряжать, каким током, определение уровня заряда

Автор Акум Эксперт На чтение 9 мин Просмотров 5.6к. Опубликовано


Большую популярность набирают никель-металлогидридные (ni-mh) аккумуляторы. Уже множество производителей перешли именно на них и смогли улучшить по всем характеристикам. Они повысили количество зарядок и увеличили время разряда аккумулятора. Nimh выпускаются на замену никель-кадмиевым. Однако они не могут в полной степени их заменить, поскольку обладают высокими токами. Для долгого использования необходимо знать, как заряжать Ni-MH аккумуляторы. Поэтому следует более детально отнестись к изучению всех особенностей данных аккумуляторов.

Особенности, виды и характеристики никелевых аккумуляторов

Существует множество видов аккумуляторов с разными химическими соединениями. Перед использованием тех или иных батареек стоит тщательно рассмотреть правила ухода, эксплуатации и зарядки. В основном для бытового применения используется только три вида:

  1. Никель-кадмиевые (Ni-Cd).
  2. Никель-цинковые (Ni-Zn).

Внимание! Никель-магниевых (Ni-mn) батареек не существует. Их часто путают с Ni-MH.

Никель-металлогидридные (Ni-MH) питают портативную аппаратуру. Самый распространённый вид аккумуляторов благодаря экологичности. Достаточно мощные. Преобладают над никель-кадмиевыми. Батарейки такого типа после утилизации подвергаются переработке.

Никель-кадмиевые также имеют свою востребованность на рынке. Главное их преимущество — это слабый нагрев при зарядке. Это обусловлено сохранением энергии. Следовательно, данные устройства обладают отличным коэффициентом полезного действия. Поэтому получается, что Ni-Cd также имеют свои плюсы в использовании. Значит, при подзарядке можно использовать высокий ток. И не нужно будет переживать о перегреве из-за внутренних реакций.

Никель-цинковые батарейки повседневно используются в фотоаппаратах. В состав таких батареек включён цинк. Именно он способствует отличному напряжению. Такие устройства не подвержены резкому падению напряжения при разрядке. Однако для Ni-Zn требуется специализированное зарядное устройство.

Как определить уровень заряда

Самым простым способом для определения уровня заряда является использование мультиметра. С его помощью можно определить текущий уровень зарядки. Для того чтобы точно определить, насколько разряжен аккумулятор, необходимо знать его максимальный уровень подзарядки. Потом, сравнив показатели, можно понять, насколько он был разряжен.

Способы зарядки Ni-MH аккумуляторов

Подзарядка подразумевает в себе целый процесс химических реакций. Чтобы все эти реакции проходили нормально, необходимо зарядное устройство.

Мнение эксперта

Алексей Бартош

Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.

Задать вопрос

Следует хорошо разобраться, как правильно подзаряжать Ni-MH аккумуляторы. При рассматривании данного процесса следует знать такое понятие, как КПД. Именно этот коэффициент подразумевает сохранение небольшой части энергии, которая идёт от ЗУ. В различных условиях КПД может быть как выше, так и ниже. Однако оно не может достичь 100 процентов.

Прежде чем приступать к подзарядке металлогидридных батареек, изучим основные виды. Каждый вид зависит от величины тока. Рассмотрим подробнее, как заряжать Ni-MH.

Капельная зарядка

Капельная подзарядка уменьшает срок жизни батарей. Это обусловлено тем, что ток поступает даже тогда, когда устройство уже зарядилось. Следовательно, ток поступает небольшой. Получается, что даже при полном переходе получаемой энергии в тепло батарейка всё равно не прогреется. Это обусловлено тем, что из зарядного устройства подаётся малый ток. Следуя всему сказанному, чтобы подзарядить аккумулятор с большой ёмкостью, требуется капельная подзарядка с увеличенным током.

Обнаружить окончание зарядки никак нельзя: максимума у неё нет. Плавно возрастает и температура. Значит, завершение предугадать нельзя, можно только сам процесс зарядки ограничить во времени. Для этого необходимо точно знать, сколько заряда есть и какой ёмкости аккумулятор. Стоит учитывать ещё и возраст, и физический износ аккумулятора.  Для того чтобы остаточный заряд никак не повлиял на сам процесс, необходимо разрядить до нуля аккумулятор перед самим процессом. Такой метод плохо влияет на аккумулятор, ускоряя его физический и моральный износ. Сам процесс подзарядки также будет занимать больше времени. Вычислить длительность капельной подзарядки мешает КПД. На него влияет множество факторов, основным является состояние. Преимуществ немного. Однако простота — это основное, т. е. нет необходимости в контроле за завершением зарядки.

Устройство для капельной подзарядки.

Быстрая зарядка

Для Ni-MH быстрая зарядка осуществляется с напряжением 0,8-1,8 В. При таком напряжении он не нагревается. На некоторых батарейках Ni-MH указывают подзарядку током не больше 1С. Быстрая зарядка определяется критериями, которые позволяют осуществить зарядку без вреда аккумулятора и исключают перегрев и порчу. Пользуясь быстрой зарядкой, нужно хорошо контролировать весь процесс. Для этого существует алгоритм, который включает в себя несколько фаз:

  1. Наличие аккумулятора.
    Наличие батареек определяется подачей тока в 0,1С. После этого смотрится само напряжение на полюсах. Данное напряжение должно быть не больше 1,8 вольта. Если же оно будет больше, то процесс зарядки не начнётся. Поскольку зарядное устройство примет это за отсутствие или неисправность аккумулятора.
  2. Квалификация.
    При данной фазе определяется степень заряженности аккумулятора. При напряжении 0,8 вольт и ниже использовать быструю подзарядку нельзя. Поэтому зарядное устройство активирует режим предзарядки. Если нормально пользоваться Ni-MH аккумуляторами, то при разрядке напряжение в них не будет опускаться ниже одного вольта. Если оно ниже, значит, аккумулятор глубоко разряжен либо давно не использовался.
  3. Предзарядка.
    Данная фаза включается при сильной разрядке. В таких условиях ток подаётся 0,1–0,3С. Если используется предзарядка, то время зарядки устанавливается до тридцати минут. После этого измеряется напряжение. Если оно не достигло 0,8 вольт, то аккумулятор считается повреждённым.
  4. Переход к быстрой подзарядке.
    В этой фазе происходит постепенное увеличение зарядного тока, которое происходит в течение 2–5 минут. Также одновременно ведётся контроль температуры. Если она подходит к критическим значениям, зарядка отключается.
  5. Быстрая подзарядка.
    При данной зарядке подача тока выходит примерно до 1С. Самое важное при этом — вовремя отключить подачу тока. Поэтому, заряжая Ni-MH устройства, необходимо вести контроль всей зарядки. Сам контроль осуществляется по нескольким критериям.Первый критерий, по которому происходит контроль, — это падение напряжения. Если напряжение упало на 2,5–12 мВ, то зарядка аккумулятора отключается. Также отключение может быть ещё в том случае, если нет изменения напряжения при завершении зарядки.Второй критерий контроля по температуре. Если при зарядке температура батареек возрастает больше чем на один градус в минуту, то зарядка отключается. Однако если ток заряда Ni-MH аккумуляторов будет меньше 0,5С, то данный способ может не сработать. Поскольку температура при такой зарядке будет расти очень медленно, и есть вероятность перезарядить никель-металлогидридный аккумулятор.Третий критерий контроля осуществляется по анализу производной напряжения. При этом способе учитывается скорость роста напряжения. Используя данный метод, можно завершить подзарядку устройства раньше, чем он достигнет максимального показателя. Однако это сложно, поскольку необходимо максимально точное измерение напряжения.Бывают зарядные устройства, которые используют для подзарядки импульсный ток. Данный ток подаётся всего одну секунду, через каждые тридцать миллисекунд. Такой тип зарядки имеет свои преимущества. К ним относится то что, происходит равномерное распределение активных веществ.Очень важно контролировать завершение процесса зарядки по нескольким параметрам. Также должен быть способ аварийного завершения зарядки. Для такого завершения используется контроль температуры. Если температура достигла 50 градусов, то зарядка завершается, а начинается после остывания аккумулятора.

    Устройство для быстрой подзарядки

  6. Дозарядка.
    После быстрой зарядки рекомендуется дать остыть аккумуляторам. Только после этого следует запускать процесс дозарядки. Сама дозарядка способствует выравниванию заряда в аккумуляторе. Процесс дозарядки совершается до тридцати минут с током зарядки в 0,1–0,3С. Если же дозарядка будет осуществляться дольше, то это уменьшит период службы аккумулятора.
  7. Поддерживающая зарядка.
    Поддерживающая зарядка NiMh аккумуляторов нужна только в том случае, если после зарядки их долгое время не использовали. Также для такой зарядки зарядное устройство должно иметь функцию зарядки очень маленьким током. Именно он должен компенсировать процесс саморазряда.

Сверхбыстрая зарядка

Производители никелевых аккумуляторов включили режим сверхбыстрой подзарядки для некоторых видов батареек. Пользоваться этим видом можно в тех случаях, если у вас есть опыт в определении состояния батарей и использовании зарядов. При сверхбыстрой зарядке необходимо снизить уровень тока, как только батарея подзаряжена до 70 %. Прекратить процесс необходимо, как только температура стремительно начала возрастать. Если пользоваться сверхбыстрой подзарядкой, то требуется постоянно контролировать весь процесс. Поскольку даже небольшой прокол может привести к плохим последствиям. Нужно тщательно контролировать температуру нагрева, поскольку перегрев может повлечь за собой как разрушение, так и взрыв.

Общие требования к зарядным устройствам

Существуют зарядные устройства, которые предназначены исключительно для подзарядки никель-металлогидридных батарей. Такие устройства обладают специальным алгоритмом подзарядки. Однако выбирать зарядное устройство следует с возможностью регулирования тока. Либо же устройства, которые могут автоматически устанавливать ток подзарядки, определив тип аккумулятора. Это необходимо потому, что никель-металлогидридные аккумуляторы выпускаются различной ёмкости. Поэтому и нужна регулировка тока. Если ток будет выше необходимого, будет перегрев аккумулятора. Это плохо скажется на нём. Если же ток будет меньше, то сам процесс зарядки будет длиться дольше необходимого. Следующее требование к зарядному устройству заключается в том, чтобы после пропажи питания ЗУ был низкий саморазряд аккумуляторов. Также оно должно уметь определять первичный источник тока. Поскольку в зарядное устройство могут быть установлены пальчиковые батарейки, которые не поддерживают возможность подзарядки.

Зарядное устройство

Советы по эксплуатации аккумуляторов

Основное правило эксплуатации Ni-MH аккумуляторов — не допустить их перегрева и перезарядки. Рассмотрим несколько советов по эксплуатации никель-металлогидридных батарей:

  1. При длительном неиспользовании аккумуляторов их нужно хранить с уровнем заряда не меньше 30 процентов.
  2. Следует тщательно избегать перезарядки и перегрева батареек.
  3. Необходимо давать им остыть после подзарядки или разрядки.
  4. Не позволять батарейкам разряжаться ниже 0,9 вольта. Это связано с тем, что множество бюджетных зарядных устройств не смогут подзарядить аккумулятор, который разряжен ниже данного уровня.
  5. Рекомендуется периодически разряжать батарейки до 0,9 вольт и только потом полностью заряжать его.

Заключение

Если изучить необходимый минимум по зарядке батареек, то можно смело приступать к самостоятельному использованию. Поскольку без знаний тяжело выбрать правильное зарядное устройство, которое будет заряжать аккумуляторы без принесения им вреда.


Демистификация NiCd Часть 3

Главная
Он-лайн Магазин

О нас

Электроника

Драйверы накаливания EDR-103
Одиночные цилиндры и двойные цилиндры
Мультицилиндры
ЭДР-105 Батарея Монитор
EDR-106 Pro Servo Reverser
EDR-107ADP Kill Switch
EDR-108 Pow'R ​​Back'R
EDR-111 Pow'r Bus Pro
EDR-117 LiteSys
EDR-122 + серво-слота Плюс
EDR-124 BatMon Lite
ЭДР-125 Шестерня Mg'R
ЭДР-126 Спасатель снаряжения
Токовый пробник ЭДР-201
Сервоцизер EDR-203
Драйвер турбины ЭДР-206
ЭДР-207Л НаноТест
EDC-4341B
& nbsp & nbsp Интерфейс буфер-усилитель


EDR-102 One-Clik
Multi-Connex
EDR-103P Glowlite II
EDR-107ADP Kill Switch
Пакеты SANYO eneloop
ЭДР-207Л НаноТест
A123 Тестер

Ультра Переключатель II

Аккумуляторы
Комплекты ED-Nano A123
Комплекты SANYO eneloop
Наборы приемников
Пакеты передатчиков

Зарядные устройства

Разъемы
Косички
Расширения
Y-образные ремни
Переключатели жгутов
Усиливающие буферы
Зарядные шнуры

Фурнитура Festo

Сервоприводы

Термоусадочные трубки

Клапаны сверхточной точности

Интернет-спецпредложения

Tech Talk

Свяжитесь с нами по электронной почте

Авторские права, ElectroDynamics, Inc.Эта страница может быть распечатана и распространена бесплатно, только если она включает в себя Электродинамику. Логотип, это уведомление об авторских правах, ссылка на веб-сайт и подтверждение ее источник.
http://www.electrodynam.com

Привет! Это третья часть статей о никель-кадмиевых батареях, которые мы читаем для непрофессионала.


Зарядка NiCd аккумуляторов

Из всего, что связано с модельным миром, почти ничто не вызывает больше споров, чем уход за никель-кадмиевыми батареями и их питание! Попробуем прояснить ситуацию...

Как мы обсуждали в нашей последней статье, наша никель-кадмиевая батарея - это накопитель энергии, содержащий «резервуар» электронов («топливо») и «электронный насос».

Чтобы использовать нашу батарею, необходимо сначала заправить топливный бак. Проще говоря, «зарядка аккумулятора» на самом деле «заправка бака». Но есть ряд ограничений в отношении , как мы можем заправлять этот бак .

Ограничение 1 Not Too Quick: «Линии заполнения» и «внутренняя водопроводная сеть» бака не такие большие, как хотелось бы, поэтому мы не можем накачивать электроны в любом случае, это займет только много.Если мы попытаемся подключить наш «электронный бак» к источнику топлива под высоким давлением, в попытке ускорить движение электронов, по всей вероятности, мы либо перегреемся, либо разорвем «внутреннюю водопроводную сеть».

Ограничение 2 Опасности перезарядки: (Очевидно!) Если мы будем продолжать попытки принудительно заполнить бак после его полного заполнения, он может лопнуть!

Ограничение 3 Not Enough Oomph: Если мы заправим бак слишком медленно, недостаточный приток топлива не сможет должным образом заполнить все «внутренние пространства», и бак не будет заполнен полностью.

Что это значит на практике?

Ограничение 1 говорит, что мы не можем заряжать аккумулятор быстрее установленного предела, иначе он перегреется и, возможно, выйдет из строя. Большинство современных никель-кадмиевых аккумуляторов можно заряжать до максимальной скорости 4C, то есть зарядным током, в 4 раза превышающим «номинальную емкость» ...

Например, аккумулятор емкостью 1200 мАч может заряжаться до 4800 мА или 4,8 ампер.

НО!

И БОЛЬШОЕ НО ... из-за ограничения 2: Опасности перезарядки , зарядка при высоких токах (также известная как быстрая или быстрая зарядка) должны тщательно контролироваться и контролироваться, чтобы избежать катастрофических и возможно опасные последствия! (Прочтите: РИСК ВЗРЫВА! )

В Части 1 этой серии статей мы узнали, что герметичные никель-кадмиевые элементы имеют встроенный механизм, позволяющий справляться с перезарядкой со средней скоростью (C / 10).Но при быстрой зарядке механизм допуска перезарядки NiCd не работает достаточно быстро, чтобы успевать за выделением тепла и газа, поэтому при быстрой зарядке следует тщательно избегать перезарядки.

Чтобы избежать перезарядки при быстрой зарядке, мы можем либо рассчитать время зарядки (при условии, что мы заранее знаем, насколько «пуста» ячейка, чтобы мы могли рассчитать, сколько времени нужно заряжать), либо нам нужно будет найти какой-то метод, чтобы сигнализировать, когда аккумулятор полностью заряжен.

К счастью, у никель-кадмиевых аккумуляторов отличные характеристики при зарядке...

Когда элемент достигает полного заряда, напряжение на клеммах медленно растет, а затем достигает пика в виде «горба» при достижении 100% заряда. Если зарядка продолжается, напряжение на клеммах падает.

Правильно спроектированное быстрое зарядное устройство может контролировать напряжение заряда и прекращать зарядку при обнаружении этого пика. Эти типы зарядных устройств известны как зарядные устройства «дельта-пиковое» или «обнаруживающее пиковое значение».

Зарядные устройства с таймером просты и дешевы, но они могут неправильно использовать ваши батареи. Чтобы помочь в этом, производители никель-кадмиевых аккумуляторов создают специальные элементы для быстрой зарядки, которые имеют больший физический размер, чем это абсолютно необходимо, чтобы помочь выдерживать и рассеивать тепло, выделяемое при перезарядке.У Sanyo, например, есть свои ячейки серии «R», например, ячейки N-1300SCR и KR-2000CR. Зарядные устройства с таймером обычно легко узнать по выступающему циферблату таймера на передней панели, и они обычно предназначены для использования с блоками питания электродвигателей, поскольку в большинстве случаев они почти полностью разряжены, прежде чем пользователь захочет их перезарядить. так что их начальное состояние заряда в некоторой степени "известно".

Зарядные устройства с дельта-пиковым режимом более сложны и, очевидно, стоят немного дороже. Но они предлагают преимущество автоматического управления зарядом, а правильно спроектированный блок защитит аккумулятор от неправильного использования из-за перезарядки.Их можно использовать с аккумулятором в любом состоянии заряда, поскольку они автоматически определяют, когда аккумулятор полностью заряжен. Многие из них имеют, помимо схемы обнаружения дельта-пика, резервную схему максимального тайм-аута для отключения тока заряда в случае пропуска 100% пика заряда.

При выборе и использовании быстрой зарядки необходимо учитывать два важных фактора:

  • Аккумуляторы какого типа вы планируете заряжать - блоки питания электродвигателей или батареи приемника (Rx) и передатчика (Tx)? Это определит максимальный ток заряда и характеристики выходного напряжения для зарядного устройства.Совместите их с характеристиками вашей батареи.
  • Хотя максимальный ток заряда NiCd составляет 4C, в случае Tx и Rx батарей кабели и разъемы батареи редко могут выдерживать постоянный ток более 2 А. Нет смысла вкладывать деньги в зарядное устройство на 20 А для зарядки аккумуляторов Tx и Rx, вам придется выключить выход W-a-a-a-y вниз, чтобы избежать расплавления проводов и разъемов!

Говоря о быстрой зарядке (а в наши дни все очень спешат), следует повторить, что лучший способ заряжать NiCd - это ночь, скорость C / 10, в течение 14–16 часов! Не c-o-o-o-l, не шикарно, но ваши батарейки это очень оценят! Если вам нравится быстрая зарядка, по крайней мере, обрабатывайте свои батареи до полных 16 часов в течение ночи со скоростью C / 10 каждые 4 быстрых заряда или около того.

Почему??

Помните изящную кривую зарядки NiCd? Аккумуляторная батарея состоит из нескольких последовательно соединенных никель-кадмиевых элементов ...

... и эти элементы, вероятно, имеют разный уровень заряда. Всегда будет хотя бы одна ячейка, отставшая от других. Поскольку батареи соединены последовательно, зарядное устройство может «видеть» только средние характеристики суммы всех ячеек, поэтому оно «видит» пики «более полных» ячеек близко друг к другу и интерпретирует это как конец периода. сигнал быстрой зарядки.Отставшая ячейка не заряжается полностью, и, когда аккумулятор снова быстро заряжается, он будет еще больше отставать ...
Например:
Первая зарядка, ячейка № 4 заряжена на 90%, когда зарядка завершается.
Следующая зарядка, ячейка № 4 получает 90% от этой суммы, то есть 81% (0,9 x 0,9 = 0,81)
Следующая зарядка, ячейка № 4 снова получает 90%, и теперь только 73% ...
Вы поняли идею ...

Но, когда мы помещаем всю батарею на зарядку C / 10 в течение ночи, все «более заполненные» ячейки будут заполнены и перезарядятся C / 10 (не вредно, см. Часть 1 этой серии) и «опустошаются» клетка должна догнать как минимум 100%.Эта процедура называется «выравниванием».

Ограничение 3 не так очевидно - , если мы попытаемся зарядить аккумулятор слишком малым током, мы не сможем его полностью зарядить! NiCd требуется минимальный ток заряда, чтобы полностью пропитать внутренние пластины и полностью зарядить их ... зарядка в течение более длительных периодов при токе ниже минимального ничего не дает! Чем выше емкость элемента, тем выше этот минимальный ток. Минимальный рекомендуемый зарядный ток для полной зарядки никель-кадмиевых аккумуляторов равен C / 10, +/- 10%.

Да, бубба, зарядка аккумулятора 1200 мАч при 60 мА в течение 48 часов просто не сработает!

Одна из наиболее распространенных «неполадок», с которыми мы сталкиваемся в ElectroDynamics, - это клиенты, возвращающие батареи, потому что «они не тестировали с указанным номиналом мАч». Мы поставляем только элементы SANYO премиум-класса, которые, по нашему мнению, являются лучшими из доступных на рынке никель-кадмиевых аккумуляторов. Эти «неисправные» блоки почти всегда оказываются аккумуляторами большой емкости, заряженными «в течение пары дней» с помощью стандартного настенного зарядного устройства 50 мА, поставляемого с радиосистемой!

Если вы заряжаете 50 мА, вы не можете рассчитывать на то, что из аккумулятора выйдет более 800 мАч, независимо от того, как долго вы оставляете его на зарядке!

А как насчет непрерывной зарядки? Как упоминалось в Части 1, для никель-кадмиевых аккумуляторов нет необходимости в перетекании, поскольку скорость C / 10 подходит для практически неограниченной зарядки без опасения перезарядки.Однако некоторые зарядные устройства на рынке действительно предлагают автоматическое переключение на непрерывную зарядку после завершения быстрой или ночной зарядки. Технически непрерывный сбор - это ставка C / 20 или ниже, т. Е. Текущая сумма, полученная за счет уменьшения вдвое ставки C / 10 за ночь.

У никель-кадмиевых аккумуляторов есть одна плохая характеристика - они электрически "негерметичны". Не то, чтобы они протекали по существу, но со временем они теряют заряд из-за саморазряда. Большинство производителей заявляют, что скорость саморазряда своих элементов составляет 30% от оставшегося заряда в месяц.Капельная зарядка используется для компенсации этого небольшого саморазряда, чтобы аккумулятор был наполнен и готов к использованию в кратчайшие сроки.

Обратите внимание, что, хотя скорость капельного заряда достаточна для длительного хранения заряженного аккумулятора, этого недостаточно для его полной зарядки. Чтобы зарядить NiCd, вы ДОЛЖНЫ зарядить минимум по скорости C / 10.

В двух словах...

  • Заряжайте свои NiCd по мере возможности со скоростью C / 10
  • Если вы используете быструю зарядку, делайте всю ночь подзарядки C / 10 не реже одного раза через каждые 4 быстрой зарядки
  • При быстрой зарядке не забывайте учитывать максимальный ток, с которым могут справиться системные кабели и разъемы.
  • Подзарядка только для поддержания заряда аккумуляторов ПОСЛЕ ночи или быстрой зарядки. Зарядка со скоростью ниже C / 10 не приведет к полной зарядке батарей.

На этом мы переходим к следующей части этой серии ...

Пусть все ваши приземления будут мягкими ...

Интермодуляция третьего порядка (3IM)
De-Mystifying NiCd's Part 1
De-Mystifying NiCd's Part 2
De-Mystifying NiCd's Part 3
Installing RC Equipment in Big Aircraft pdf file (250kB)

Никель-кадмиевый аккумулятор - обзор

24.1

Во многих электронных калькуляторах используются аккумуляторные никель-кадмиевые батареи. Общее уравнение для спонтанной реакции в этих ячейках:

Cd (s) + NiO2 (s) + 2h3O → KOHCd (OH) 2 (s) + Ni (OH) 2 (s)

Каковы степени окисления Cd в (а) Cd и (б) Cd (OH) 2 и Ni в (в) NiO 2 и (г) Ni (OH) 2 ? Что такое (e) окислитель, (f) восстановитель, (g) окисленное вещество и (h) восстановленное вещество? Напишите сокращенное обозначение (i) редукционных пар и (j) всей ячейки.Во время экзамена калькулятор студента дал сбой. (K) Что произошло химически? (l) Напишите общее уравнение для цикла перезарядки этого элемента. (m) Является ли КОН в этой ячейке катализатором?
24,2

Какие утверждения верны? Перепишите любое ложное утверждение, сделав его правильным.

(a)

Гальванический элемент вырабатывает электрическую энергию в результате спонтанной реакции окисления-восстановления.

(б)

Анод - это электрод, на котором происходит восстановление.

(c)

Электрод, который является источником электронов, является отрицательным электродом.

(d)

Катионы всегда заряжены положительно и движутся к катоду.

(e)

Ячейки, разработанные в начале истории электрохимии, известны как первичные ячейки.

(f)

Во время быстрой зарядки может быть доставлено такое же количество кулонов, как и во время медленной зарядки свинцовой аккумуляторной батареи.

24,3

Проведите четкое различие между терминами анод и катод . В ячейке какого типа анод может быть отрицательным по отношению к катоду? Может ли анод быть положительным по отношению к катоду?

24,4

Подготовьте простой эскиз гальванической ячейки, показывающий анод, катод, знаки электродов и направление потока ионов для ячейки, представленной обозначением Ag ( s ) | AgCl ( с ) | HCl ( водн. ) | Cl 2 ( г ) | (графит).Нужен ли солевой мостик для этой реакции в этих условиях?

24,5

Подготовьте простой эскиз электролитической ячейки, показывающий анод, катод, знаки электродов и направление потока ионов для реакции, заданной уравнением

MgF2 (l) → Mg (s ) + F2 (g)

24,6

Различают первичные и вторичные (накопительные) ячейки. Назовите ячейку каждого типа, который играет важную роль в нашей повседневной жизни.Напишите реакции полуэлементов и общую реакцию клетки для каждого примера.

24,7

* Ячейка Эдисона, представленная Fe | Fe (OH) 2 | LiOH, KOH | Ni (OH) 2 | NiO ° OH, иногда используется вместо свинцовых аккумуляторных батарей, когда важен вес. Напишите полуреакции, описывающие процессы окисления и восстановления, и напишите общую реакцию клетки.

24,8

Определите E º и E для реакции

Fe + 2Fe3 + → 3Fe2 +

, учитывая, что E º = −0.409 В для Fe 2+ / Fe и 0,770 В для Fe 3+ / Fe 2+ при 25ºC. Предположим, что концентрации ионов железа (II) и железа (III) равны 1,0 × 10 −3 M и 1,5 M , соответственно.
24,9

Рассмотрим ячейку, представленную обозначением Zn | ZnCl 2 ( водн. ) | Cl 2 (1 атм) | (графит). (a) Нарисуйте ячейку, показывающую анод, катод, направление потока электронов, потока ионов и т. д. (b) Стандартные потенциалы восстановления равны -0.7628 В для Zn 2+ / Zn и 1,3583 В для Cl 2 / Cl - при 25 ° C. Рассчитайте ЭДС для ячейки при стандартных условиях состояния. (c) Найдите E для ячейки, когда концентрация ZnCl 2 составляет 0,1 M .

24.10

Изобразите экспериментальную схему для ячейки, заданную формулой (Pt) | H 2 ( г ) | HCl ( водн. ) | Fe 3+ ( водн. ), Fe 2+ ( водн., ) | (Pt).Обязательно укажите обозначения электродов, названия электродов и т. Д. При 25ºC E º = 0,770 В для Fe 3- / Fe 2+ . Запишите общую реакцию и вычислите E , если [H + ] = 0,1 M , [Fe 3+ ] = 0,1 M , [Fe 2+ ] = 0,01 M и P H 2 = 1,33 атм.

24,11

Напишите сбалансированное уравнение для полуреакции, которая происходит на каждом электроде при пропускании электрического тока через водный раствор 1 M следующих веществ с использованием инертных электродов: (a) AgNO 3 , б - CuBr 2 , в - H 2 SO 4 , г - NaOH.Вы можете обратиться к Приложению C, чтобы решить, какая половина реакции наиболее благоприятна.

24.12

Какую массу расплавленного натрия и массу брома при стандартных условиях можно получить при электролизе расплавленного бромида натрия с использованием тока 15 ампер в течение 3 часов?

24,13

Сколько времени потребуется, чтобы покрыть железный диск 5,0 г серебра, используя раствор, содержащий ион Ag (CN) 2 - и ток 1.5 ампер?

24,14

Сколько ампер электрического тока необходимо пропустить через раствор CuSO 4 , чтобы покрыть 1,0 кг меди за 8,0 часов?

24,15

Напишите химическое уравнение электролиза достаточно концентрированного солевого раствора. Если в течение 5,0 часов пропустить 1,5 ампера, какой объем газообразного хлора будет образован, если его измерить при 745 торр и 85 ° C, если предположить, что процесс будет эффективен на 80%?

24.16

* Рассмотрим гальванический элемент, представленный Zn | Zn 2+ || Fe 3+ | Fe. (а) Напишите полураакции и общую реакцию клетки. (b) Стандартные потенциалы восстановления для Zn 2+ / Zn и Fe 3+ / Fe составляют -0,7628 В и -0,036 В, соответственно, при 25 ° C. Определите стандартное напряжение для реакции. (c) Определите E для ячейки, когда концентрация Fe 3+ составляет 10 M , а Zn 2+ составляет 1 × 10 −3 M .(d) Если из этой ячейки необходимо снять 150 миллиампер в течение 15 минут, какова минимальная масса цинкового электрода?

24,17

* Рассмотрим следующее несбалансированное уравнение:

Hg (l) + Fe3 + (водн.) → Hg22 + (водн.) + Fe2 + (водн.)

(a)

Запишите полуреакции и общая клеточная реакция.

(b)

Подготовьте простой эскиз электрохимической ячейки, предназначенной для получения работы от этой реакции.Напишите сокращенное обозначение для этой ячейки. (c) Стандартные потенциалы восстановления при 25 ° C составляют 0,7961 В для Hg 2 2+ / Hg и 0,770 В для Fe 3+ / Fe 2+ . Найдите E º для реакции. Самопроизвольная реакция в стандартных государственных условиях? (d) Когда [Hg 2 2+ ] = 0,001 M , [Fe 2+ ] = 0,1 M и [Fe 3+ ] = 1,00 M , то есть E за реакцию? Является ли реакция более, менее или такой же спонтанной в этих условиях, чем в стандартных условиях?

24.18

* Ток, последовательно протекающий через 0,5 M водных растворов Ag (CN) 2 -, In 2 (SO 4 ) 3 , и NiSO 4 высвобождает 112 мл газообразного водорода, измеренного при стандартных условиях из водного раствора KCl. Рассчитайте вес нанесенного Ag, In и Ni, принимая в каждом случае 100% эффективность.

24,19

* Рассчитайте ток, необходимый для внесения депозита (a) 0.50 эквивалентов, (b) 0,50 моля и (c) 0,50 г элементарной платины из раствора, содержащего ион PtCl 6 2-, в течение 5,0 часов.

24,20

* Через слабокислый водный раствор в течение 5,0 мин пропускали ток 250 миллиампер. (а) Напишите уравнения реакций, протекающих на аноде и катоде, и общей реакции. (b) Какие объемы газов будут собираться при 25ºC и 1,00 атм над водой? Давление паров воды при этой температуре составляет 23.756 торр.

24,21

* Образец Al 2 O 3 (растворенный в криолите) подвергается электролизу с использованием тока 1,00 ампер. а) Какова скорость производства Al в граммах в час? (b) Кислород, выделяющийся на положительном углеродном электроде, реагирует с углеродом с образованием CO 2 . Какая масса CO 2 производится в час?

24,22

* То же количество электричества, которое нанесло 0,583 г серебра, было пропущено через раствор соли золота и 0.Образовалось 355 г золота. (а) Рассчитайте эквивалентный вес золота. б) Какова степень окисления золота в этой соли? (c) Если использовался ток 1,0 ампер, как долго длился этот электролиз?

24,23

* Производство U из очищенной руды UO 2 состоит из следующих этапов:

UO2 + 4HF → UF4 + 2h3OUF4 + 2Mg → U + 2MgF2

Какова степень окисления U в ( а) UO 2 , (б) UF 4 и (в) U? Определите (г) окислитель и (д) восстановленное вещество.(f) Если вторая реакция была проведена электрохимическим способом, прогнозируйте E º для реакции с учетом E º = - 1,50 В для U 4+ / U и −2,375 В для Mg 2+ / Mg. . (g) Какой ток может генерировать вторая реакция, если 1,00 г UF 4 вступает в реакцию каждую минуту? (h) Какой объем HF при 25ºC и 10,0 атм потребуется для производства 1,00 фунта U? (i) Достаточно ли 1 фунта магния для производства 1 фунта урана?

Страница KA7OEI FT-817 - О NiCd и NiMH аккумуляторных батареях

Страница KA7OEI FT-817 - Информация о NiCd и NiMH аккумуляторных батареях О NiCd и NiMH батареи

Также обратите внимание, что возиться с батареями / элементами может быть опасно: большинство ячеек содержат опасные материалы и травмы и / или повреждения может возникнуть в результате неправильного обращения с ними.Кроме того, закороченные или закороченные ячейки неправильно заряженный или иным образом неправильно обработанный может привести к взрыву / ожогу / химическому веществу или другая опасность. Это полностью зависит от вас, , , чтобы проводить исследования и примите соответствующие меры для предотвращения повреждений и / или травм.

Благодарности: информация, содержащаяся в данном документе, получена от многих различные источники, начиная от личного опыта и заканчивая техническими данными производителей, чужой опыт, различные статьи и профессиональный опыт некоторые люди, которые долгое время имели дело с производством продуктов с использованием NiCd (и другие типы) ячеек.В этой последней группе я хотел бы поблагодарить Роберта Барт, DL1SDX за его ценные идеи.

О перезаряжаемых элементах:

"Батарея" - это набор ячеек: у вас не может быть «батарея», если у вас всего одна ячейка ».

Аккумуляторы довольно экономичны: даже при неправильном использовании они обычно стоимость работы на почасовой основе ниже, чем у неперезаряжаемых «основных» типов как щелочные клетки. Они делают , а не , однако имеют плотность энергии (количество энергии по отношению к их объему) Щелочные клетки.На простом английском языке это означает, что перезаряжаемый Элемент AA не может хранить столько энергии, как щелочной элемент AA. Это означает что вам понадобится еще аккумуляторных батарей для работы этого оборудования так долго, как щелочные клетки.

Или делать вам?

«Сопротивление НЕ бесполезно ... это E / I!» - Сравнение с щелочными элементами

В то время как щелочные элементы содержат больше энергии на элемент, чем аккумуляторы (NiCd или NiMH) эта энергия может быть недоступна для прибора, использующего эта ячейка - особенно если это устройство, потребляющее много тока.А хороший пример - цифровая камера.

Цифровые камеры печально известны тем, что у них ужасно короткая батарея жизнь: новый комплект батареек в некоторых камерах может допускать только одну или нужно сделать две дюжины снимков, прежде чем они «умрут». NiCd или NiMH аккумулятор, с другой стороны, может работать в несколько раз дольше. Если у них есть примерно половина емкости щелочных батарей в ампер-часах, почему они кажутся долговечными дольше?

Внутреннее сопротивление является виновником.В свежем виде внутреннее сопротивление типичного щелочного элемента AA составляет порядка 0,15 Ом. на ячейку, увеличиваясь до 0,3 Ом на ячейку, когда она разряжена на 50%. Если в вашей камере используется батарея из 4 ячеек, это означает, что общее сопротивление новых ячеек (без учета сопротивления контактов аккумулятора и проводки) около 0,6 Ом, повышающийся до 1,2 Ом, когда батарея разряжена на 50%. Не только при этом «номинальное» напряжение щелочного элемента составляет 1,2 вольт, когда он находится в этом Точка разряда 50% - напряжение, сравнимое с химическим составом NiCd и NiMH.

Примечание : Есть несколько новых типов щелочных элементов специально разработан для электронных устройств "High-Drain". Пока эти Ячейки не обязательно имеют большую емкость, они или имеют меньшую емкость сопротивление, чем стандартные щелочные элементы, и, таким образом, прибор может использовать больше емкости ячейки. Для получения дополнительной информации об этих новых типы ячеек, посетите одного из производителей по ссылкам внизу страница.

Если цифровая камера потребляет, скажем, 800 миллиампер (разумное количество, когда заряжается вспышка, работает дисплей с подсветкой и т. д.) тогда сопротивление ячейки одно только потребует падения напряжения на 0,48 вольт для батареи с новыми элементами, и 0,96 вольт или около того для элементов, разряженных на 50%. Опять же, это не принимать во внимание другие резистивные потери, такие как контакты и внутренние проводка - кое что может быть значительным!

Для новых элементов в 4-элементной батарее это напряжение будет (оптимистично - при номинальном ненагруженном выходе 1,5 В) составляет около 5,5 В ниже в этих условиях, падая примерно до 4 вольт, когда элементы разряжены на 50% - напряжение, которое может быть неадекватным для работы камеры.

Есть еще одна проблема: часто камеры содержат переключаемый тип. преобразователи напряжения. Хотя они эффективны в преобразовании энергии, они пытаются, по своей природе, поддерживать постоянную мощность энергии в течение переменное входное напряжение. Это означает, что, поскольку напряжение батареи падает, потребление тока будет увеличится как напряжение преобразователь пытается поддерживать постоянное выходное напряжение - усугубляя проблема и без того низкого напряжения.Эта проблема может усугубиться, если меняется нагрузка на камеру - из-за зарядки вспышки, горит подсветка дисплея горит, или ЦП камеры потребляет больше тока при обработке изображения и сохраняя его в памяти.

Другими словами, элементы могут быть разряжены, скажем, только на 50%, но оборудование (в нашем примере цифровая камера) может просто не использовать энергия, которая все еще доступна. Если это так, вы, вероятно, получите много жизни от тех же батареек, если вы поместите их в небольшой фонарик или портативное FM-радио, или пульт от телевизора. Другими словами - не бросайте их прочь пока что!

Низкое сопротивление NiCd составляет , а не a. секрет ...

Мой друг (тоже радист-любитель) недавно был выпущенный его работодателем пейджер с обратной связью - один из тех пейджеров, которые могут отправляет , а также принимает сообщения - и он заметил кое-что, что поначалу это могло показаться странным: в нем были и щелочные и и никель-кадмиевый элемент в нем.

Он быстро понял, почему это было сделано: Пока щелочная ячейка имел энергоемкость, именно NiCd имел токовую нагрузку емкость: передатчик, вероятно, потребляет достаточный ток, когда работает, что он легко перегрузит щелочной элемент, особенно вблизи Окончание срока службы щелочи.

NiMh и NiCd ячеек:

NiCd и NiMh элементы, с другой стороны, обычно имеют гораздо более низкую внутреннюю сопротивление и это сопротивление (которое меняется в зависимости от состояния заряда, температура, возраст, состояние клетки, внутренняя химия клетки и ее конструкции) обычно ниже, чем у щелочного элемента, даже если NiCd или NiMH элемент значительно разряжается.

Это означает, что щелочная ячейка может работать с цифровым камера (наш пример оборудования) только до тех пор, пока ячейка не будет заряжена на 50% -70% уровень, NiCd или NiMH аккумулятор, вероятно, может выдавать требуемый ток и напряжение, пока оно не станет равным или ниже уровня заряда 15% -25%. Нижний внутреннее сопротивление также означает, что они с большей вероятностью смогут переносить импульсные нагрузки (например, дополнительный ток, потребляемый зарядкой вспышки) без отключения камеры из-за низкого напряжения.

Правильное обращение с клетками -

Медленная зарядка:

Может быть сложно определить точно , когда вы полностью зарядили NiCd или NiMH элемент. Часто ячейка перезаряжается немного, при в какой точке ваше зарядное устройство может сказать " О да, оно уже заряжено ... "

Один из «безопасных» способов зарядки NiCd или NiMH элемента - это «струйка». заряжать. Обычно это делается где-то между 1/10 и 1/6. С.Что такое «С»? Это емкость ячейки в ампер-часах.

Например, у вас есть ячейка на 1 ампер-час. 1/10 "C" будет следовательно, будет 1/10 ампера, или 0,1 ампера (100 миллиампер). Этот заряд скорость выдерживается 12-16 часов (14 номинальных) для «мертвой» ячейки и по окончании этого периода вы можете ожидать, что он будет полностью заряжен.

Другими словами, вы вкладываете примерно 140% энергии в ячейку. (отсюда 14-часовая часть) его номинальной мощности. В приведенном выше примере это будет примерно 1.4 ампер-часов (то есть 0,1 ампер на 14 часы.)

При скорости заряда от 1/10 до 1/6 C вы вряд ли повредите элемент, если вы забываете об этом и заряжаете его, скажем, 24 часа или около того, но я т не тем не менее, неплохо было бы оставить их на этом уровне навсегда.

Чтобы поддерживать их в рабочем состоянии, вам понадобится «плата за обслуживание» - а это в идеале как раз достаточно , чтобы преодолеть скорость саморазряда клетки. Эту скорость может быть сложно определить, поскольку она зависит от типа ячейки, возраст, состояние, температура и тип (саморазряд NiMH больше быстрее, чем сопоставимые NiCd), но общее правило где-то между 1/20 и 1/50 C.

Некоторые будут утверждать, что некоторые типы ячеек, в частности NiMH, должны НЕ заряжаться непрерывно, если нужно получить максимальный срок службы и максимальную ячейку. вместимость. Хотя это может быть правдой, а может и нет, различия в срок службы / емкость, вероятно, будут небольшими. Так или иначе, ячейка без подзарядки, безусловно, прослужит намного дольше (с точки зрения общего обслуживания срок службы), чем тот, который постоянно перезаряжается.

Быстрая зарядка:

Быстрая зарядка требует тщательного, постоянного внимания к состоянию заряда заряжаемые ячейки.При этих более высоких скоростях (которые могут быть 2C или выше) ячейка нагреется и, если не принять меры, выйдет из строя. А хорошее "быстрое зарядное устройство" имеет средства контроля температуры элемента (ов) и напряжение и, возможно, сколько энергии уже было сброшено. Другими словами: не заряжайте быстро, если у вашего зарядного устройства нет внимательно следите за всеми этими параметрами (во всяком случае, за первыми двумя).

Перезарядка:

Как следует из названия, это происходит, когда вы продолжаете сбрасывать энергию в ячейка - даже после полной зарядки.Когда это происходит, энергия пойти куда-нибудь. Самый очевидный эффект - тепла . Если вы капают зарядные элементы и они даже немного нагреваются, они уже завышена! Точно так же, хотя тепло является нормальным побочным продуктом "быстрого заряжая "ячейку, когда энергия больше не преобразуется химически (как в процесс зарядки) элемент вдруг начнет еще больше греться: Одним из индикаторов полной / избыточной зарядки является внезапный подъем ячейки на температура.

Если зарядка продолжается даже после достижения «полной зарядки», это не только тепло. производятся, но могут образовываться и газы. Небольшие количества этих газы нормальны и могут повторно абсорбироваться химическим составом клетки. Если газ производительность слишком высока, давление будет расти, и вентиляционные отверстия будут встроены во все типы ячеек позволят лишнему газу улетучиваться. Потому что этот газ происходит из электролита ячейки, вентиляция подразумевает, что некоторые из емкость только что улетела в воздух.Если одна конкретная ячейка выделяет больше материал, чем другой, то он может стать «самым слабым звеном». Как хочешь читайте ниже, это плохо.

Другой эффект может присутствовать, когда ячейка находится в непрерывном состоянии "небольшая" завышенная цена. Обычно при зарядке выделяемые газы (один из которых - кислород) повторно поглощаются химией клетки. Кислород, однако является чрезвычайно агрессивным элементом , а может способствовать (наряду с повышенной температурой) до разрушения участков ячейки внутренняя конструкция - в том числе пластик (обычно полипропилен) разделитель.Когда этот сепаратор начинает выходить из строя, саморазряд может значительно ускоряться. Все это может произойти, даже если дегазации не произошло.

«Память»

Одно из самых известных свойств никель-кадмиевых элементов - это то, что люди называются «Память».

Очень жаль, что эту черту не только неправильно понимают, но и обычно ошибочно идентифицируется, и это вовсе не "Память", а эффект разворота ячеек .Иногда встречается явление так называемый синдром «ленивых клеток». (Подробнее об этом позже.)

Так называемый «эффект памяти» был впервые замечен и количественно определен, когда NiCd ячейки были впервые использованы в спутниках связи. Эти спутники полагаются на солнечных батареях за их мощность, но Солнце иногда затмевается Землей и именно в эти периоды спутник должен работать от аккумуляторной батареи. только власть. Эти затмения обычно очень похожи по продолжительности, что означает, что во время «сезона затмений» аккумулятор разряжен точно такое же количество раз за разом.

"Память" была замечена когда после нескольких затмений напряжение аккумулятора относительно быстро упадет до напряжения, достигнутого во второй части затмение - и обычно остается там.

Было также отмечено, что этот эффект «памяти» можно обратить просто путем зарядите аккумулятор, а затем разрядите его до другой точки для несколько циклов. Это было сделано за счет умного управления с использованием нескольких батарей. гирлянды на борту спутника и предотвращение разряда аккумуляторной батареи. разряжается в одну и ту же точку повторно.Незначительный (или нулевой) необратимый ущерб фактически воздействовал на клетки этим эффектом "памяти" - результат был (более или меньше) временное уменьшение емкости ячеек до тех пор, пока они не будут кондиционированы надлежащим образом.

При обычном использовании никель-кадмиевыми приборами разряжайте аккумулятор до точно на в одно и то же время раз за разом. Обычно количество выделений бывает несколько случайным - всего один или два раза. отклонения от точного цикла «сотрут» эффект памяти.Среди очень мало задокументированных случаев «земной памяти» было в пейджинговый сервис, где, как по маслу, разряжаются батареи днем и заряжается за ночь. Это было давно - еще в те дни, когда пейджеры были размером с полкирпич, которые только высокопоставленные лица и врачи носили - а батарейки в любом случае хватило всего на день или два.

"У меня (название электронного устройства идет здесь) и в руководстве говорится, что нужно разряжать батареи, чтобы избежать памяти эффект.В мануале правильно , не правда ли? это? "

Это очень часто - у меня есть несколько устройств (например, беспроводной телефон) сделано некоторыми очень уважаемыми компаниями, которые предлагают время от времени полностью разряжайте аккумулятор, чтобы избежать "памяти" эффект.

Все, что я могу сказать, это НЕ ДЕЛАЙТЕ ЭТО !!!

Почему тогда они так сказали? Как правило, производитель устройство не не также делает батареи - и конечно, человек, который написал руководство, не знал ничего лучше.

Для наиболее заговорщицких из вас, возможно, это просто заговор, чтобы продать побольше аккумуляторов?

(О моем беспроводном телефоне? Я просто кладу его обратно на зарядное устройство. когда я уже закончил. Этот телефон был выпущен в 1995 году и не только я все еще использую оригинальный аккумулятор , у меня еще , чтобы иметь когда-либо выключать его во время телефонного звонка - даже те, которые длятся более 3 часов!)

«Что такое , эта вещь (неправильно) называется« Память » тогда? "

Неисправные никель-кадмиевые элементы обычно демонстрируют потерю емкости и / или невозможность принять или удержать плату, и это это свойство , которое слишком часто ошибочно идентифицируется как « память ."Но это а не "память". Что же тогда происходит с ? Есть два вещей, которые могут происходить. Давайте поговорим около переворот ячейки сначала:

Смена направления ячейки:

Аккумуляторы хорошего качества состоят из отдельных ячеек, которые подобран по сопротивлению и емкости. Это важно с точки зрения продление срока службы батареи.Вот почему:

Батарея обычно состоит из ячеек, соединенных последовательно для более высокого напряжения. В идеале , все ячейки будут отключены в одно и то же время. Однако обычно это не так, особенно когда клетки стареют. Температура также оказывает большое влияние на долговечность клеток. Ячейка, которая работа при более высоких температурах обычно имеет более короткий общий срок службы чем тот, который круче. Эффект от этого можно заметить в большой батарее. упаковка (например, аккумуляторная дрель), в которой установлено большое количество ячеек. сгруппированы вместе.Часто именно ячейки в "середине" упаковки умри первым. Они окружены другими ячейками, и не только эти клетки не так легко избавляются от собственного тепла, как клетки "снаружи" слоя пакета, но они также подвергаются воздействию тепла от ячеек, которые окружают их.

Одна или несколько ячеек неизбежно выйдут из строя раньше, чем остальные, и их напряжение упадет - со временем до нуля. Потому что в других ячейках все еще есть некоторый заряд, ток все еще течет через ячейку - и напряжение будет не только упадет до нуля, но он может опуститься на ниже нуля и эффективно начать "заряжаться" задом наперед.

Эффект от этого - очень быстрая смерть NiCd-элемента! Почему?

Все сводится к химии. Когда никель-кадмиевый элемент заряжается в обратном направлении, Происходит странная вещь - проводящие металлические «волоски» (их часто называют дендритов ) начинают формироваться - и они «растут» от одного электрода к Другой. В конце концов, этот дендрит образует короткое замыкание в клетке - один которые могут иметь диапазон сопротивления от высокого до низкого, в зависимости от серьезности ущерба.

Как только этот дендрит сформировался, он становится постоянным и не может "раствориться" при правильной зарядке элемента. Кроме того, этот дендрит может образовывать путь утечки, который может вызвать повреждение клетки. истощаются сами по себе - скорость, с которой может варьироваться в зависимости от сопротивления дендрит. Эффект может варьироваться от ячейки, которая просто "не содержит" заряжать так долго, как раньше, чтобы, в крайнем случае, дендрит может быть большим достаточно, чтобы казалось, что батарея вообще не заряжается (кроме, может быть, «быстрое зарядное устройство.")

Возможно, Наихудшая особенность дендритов заключается в том, что они представляют собой количество электролита, которое больше не может быть использовано для вносят свой вклад в зарядную емкость ячейки. Это означает, что не только батарея может разрядиться быстрее из-за заряда утечка из-за дендрита, но даже если он полностью заряжен для начала будет первым в аккумуляторе разрядиться и пойдет вспять - снова и образует еще более крупные и лучшие дендриты! (Другими словами: замкнутый круг...)

"ЗАПИРОВКА" NiCds:

Возможно, вы слышали о методе «восстановления» NiCd, о котором часто упоминают. как "Заппинг". Как следует из названия, в ячейка и, как по волшебству, ячейка «восстанавливается» до рабочего состояния. условие.

Ну не совсем!

Выброс энергии должен быть ограничен - часто "заппер" состоит из очень большой конденсатор (от 50 000 до 200 000 микрофарад) заряжается от 50 до 100 вольт, а энергия этого конденсатора сбрасывается в ячейку через очень тяжелый переключатель или мускулистый SCR.Эта короткая очередь «одним выстрелом» предотвращает перерасход слишком большого количества энергии рассеивается ячейкой и дует в нее (и человек, выполняющий "удар") вверх. Другой метод использует более низкое напряжение, но гораздо более высокий ток: Очевидным недостатком этого последнего метода является то, что он не является «самоограничивающимся». и можно легко «лопнуть» ячейку, либо сожгив открытые внутренние проводники, либо вызывая разрыв ячейки из-за внезапного накопления тепла и газов. Излишне говорить, что ни та, ни другая ситуация (особенно последняя) не особо желательно.

Что происходит в этом процессе, так это то, что присутствует достаточно энергии для «плавления» (или сдуйте) дендрит, замыкающий (или "почти" замыкающий) клетку. Как только этот путь с низким сопротивлением будет удален, аккумулятор можно будет снова зарядить.

Следует иметь в виду, что такая ячейка, хотя может и больше способна взять заряд, чем раньше, по-прежнему будет иметь меньшую емкость и при использовании в аккумулятор, все еще очень склонен к преждевременной разрядке и обратному развитию - очередной раз. Помните: Материал, из которого образовался дендрит. больше не способствует зарядной емкости ячейки - даже после того, как вы "зап" это. Кроме того, ячейка содержит разделительный материал, который будет часто повреждаются из-за роста дендритов и "срабатывания" - чего-то, что , дальше способствует саморазряду.

Если вы используете эту технику, убедитесь, что вы полностью отключили элемент / аккумулятор от работающего прибора, чтобы предотвратить скачок напряжения процесс "запирания" от его повреждения.Наконец, пока вы можете получить дополнительное использование вне батареи в результате "запаивания" - лично мне считайте, что "отключение" ячейки просто дает мне достаточно времени, чтобы получить замена заказана и уже в пути.

Примечание: Само собой разумеется, что эта процедура может быть опасно: не только потенциально опасно задействованы напряжения и токи, но есть вероятность, что ячейка может взорваться и / или утечка опасного материала.Наконец, эту процедуру можно проделать только на отдельной ячейке, а не на всю пачку сразу: То есть у вас должна быть возможность получить доступ к каждой ячейке, которую вы планируете «заблокировать» индивидуально.

Получение максимальной отдачи от NiCd / NiMH ячеек:

Повторяю: по неизвестным мне причинам около производителей Для оборудования с батарейным питанием рекомендуется "кондиционировать" никель-кадмиевые аккумуляторные батареи полностью разрядив их, а затем снова зарядив.я думаю что требование состоит в том, чтобы предотвратить возникновение состояния "памяти" - но это уже известно, что для того, чтобы вызвать эту «память», ячейка должна быть точно разряжается до одного и того же уровня заряда многократно: это просто не происходит с при использовании оборудования большинством людей.

Тогда почему они дают эту рекомендацию? Циничная сторона меня говорит что они просто пытаются продать больше аккумуляторов или устройств: рекомендую вам выполнить некоторые шаги, которые гарантированно сократят заряд батареи жизнь, они могут увеличить продажи! Другая сторона меня могла бы предположить, что человек, пишущий эти инструкции, просто плохо информирован или просто не знает лучше.

Вот несколько способов предотвратить преждевременный выход из строя никель-кадмиевой батареи. пакеты:

  • НИКОГДА не запускайте никель-кадмиевый аккумулятор полностью . Неизбежно одна или несколько ячеек перевернутся раньше других, что вызовет Необратимое повреждение ячейки (ям). только безопасный способ полностью разрядить никель-кадмиевый аккумулятор - это гарантия , что нет ячейка может войти в разворот.Это можно сделать только путем мониторинга каждого индивидуальная ячейка и предотвращение разворота путем ее обхода. Обычно это включает в себя разборку или модификацию упаковки - что-то, что должен делать только тот, кто точно знает, что делает. Если вы используете отдельных ячеек в единице оборудования, задача намного проще, так как легче контролировать каждую ячейку индивидуально. (Примечание: перезаряжаемые литиевые батареи используют именно такую ​​защиту потому что они совершенно неумолимы полного слив / разворот.) NiMH элементы не совсем прощают либо: Хотя они не могут быть сразу повреждены реверсированием, такая операция может привести к потере мощности из-за выделения газа.
  • НЕ пытайтесь просверлить это «последнее отверстие». Вы когда-нибудь были аккумуляторной дрелью, когда прямо перед тем, как батарея полностью разрядится, она вдруг тормозит и теряет большую часть (, но не все ) мощности? В в этот момент одна или несколько ячеек разрушились и переходят в ячейку разворот. Аккумулятор прослужит на намного дольше , если вы прекратите использовать его момент , что двигатель замедляется из-за напряжения уронить. В отличие от щелочных элементов, NiCd и NiMH элементы (более или менее) одинакового напряжения, пока они почти полностью не разрядятся - при котором точка их напряжение внезапно упадет. Если бы у никель-кадмиевых батарей в них используется такая же схема, что и в литий-ионных аккумуляторных батареях (например, цепь, которая «отключает» батарею при падении напряжения одной или нескольких ячеек слишком низкий) NiCd аккумуляторы в среднем прослужат на намного дольше на .
  • Не перезаряжайте элементы. В настоящее время «умные зарядные устройства» довольно хорошо предотвращает перезарядку ячеек, но если аккумуляторная батарея необычно жарко, что-то не так. Так называемые "струйные" зарядные устройства не будут слишком быстро разрушьте аккумуляторную батарею, если они остались подключенными после аккумулятор полностью заряжен, но оставлять его подключенным - не лучший вариант навсегда. Если аккумулятор заметно нагревается при подключении к струйное зарядное устройство, оно уже перезаряжено. Перезаряд NiCd или NiMH элементы могут вызывать образование газов в электролите ячейки, и если это повышается давление, предохранительный клапан в ячейке может открыться (что лучше, чем взорвав ячейку ...), и газ будет выпущен. Эта вентиляция представляет собой потерю материала, что также означает потерю ячейки вместимость. Еще одно явление, способное сократить жизнь мелкозаряженному ячейка - это поломка пластикового сепаратора из-за его непрерывного воздействия к кислороду при повышенных температурах.
«Ленивая ячейка» Синдром:

Там это эффект, который замечен с новый Ячейки: уменьшенная емкость. Совершенно новый NiCd или NiMH май не имеет полной номинальной мощности, когда он совершенно новый - это может занять несколько (половину дюжина или дюжина) циклов заряда / разряда, чтобы получить полную ячейку вместимость. Что с этим делать?

  • Просто используйте ячейки как обычно - ожидая, что на некоторое время «время жизни» будет немного меньше номинальной емкости.Через некоторое время использование, емкость увеличится. Помните, даже в своих «новых, "с низкой емкостью", они, вероятно, будут работать намного лучше, чем (плохие) элементы вы заменяете!
  • Переключите ячейки несколько раз. Запуск их полностью мертвый плохая идея по причинам, указанным выше. Если только ты не нуждаются в полной мере, например, для предстоящего мероприятия общественного обслуживания там, где вам нужна как можно большая емкость, действительно мало причин для сделай это!
Этот эффект также может проявляться в ячейках, которые хранятся в полном объеме. заряжайте в течение очень долгого времени с помощью постоянного зарядного устройства.В этом Например, проблема возникает не из-за повреждения клеток, а, как полагают, из-за образование очень крупных кристаллов в электролите ячейки - тех, которые не эффективно хранить и / или высвобождать энергию. Как и в приведенной выше ситуации, это состояние может быть эффективно исправлено путем соответствующей зарядки / разрядки ячейку на несколько циклов. Вот еще несколько предостережений, связанных с лечение клеток в этом состоянии:
  • ЗАПРЕЩАЕТСЯ разряжать аккумуляторную батарею с высокой скоростью Текущий.Если вы не можете индивидуально контролировать состояние заряда каждая отдельная ячейка вы, вероятно, повредите одну или несколько ячеек из-за разворот.
  • Разрядите элементы не выше, скажем, 1/20 ° C (то есть 50 мА для ячейки 1 ампер-час) и не пытайтесь запустить любую ячейку намного ниже, чем, скажем, 0,9 вольт: при таком напряжении вы уже в значительной степени "повлияли" весь электролит в элементе и, в случае аккумуляторной батареи, он просто не стоит рисковать перевернуть ячейку.
  • Не просто кладите нагрузку на ячейку (например, резистор) и уходите, но есть цепь, которая будет полностью отключать нагрузку (и запускать зарядка снова), как только напряжение упадет до порогового значения. Это значит, что любой вид «ремонта» батареи, поврежденной таким образом, потребует дней а не часов!
Возможно, вам пришло в голову, что в аккумулятор с небольшим количеством ячеек, вы можете определить, когда одна ячейка полностью разряжена - и существует опасность обратного обращения - но вы может быть не в состоянии сделать то же самое с большим количеством ячеек в ряд.Например:
  • Допустим, у вас 4-элементный аккумулятор. Когда "полностью заряжен" (но не только что от зарядного устройства) напряжение без нагрузки аккумулятора будет примерно 5,2 вольта - более-менее. Если все четыре ячейки упадут до «доводочное» напряжение 0,9 вольта на элемент, напряжение от аккумуляторной батареи будет 3,6 вольта. Также обратите внимание, что если бы у вас был четырехъядерный батарея, у которой была одна закороченная ячейка и три исправных, это будет очень быстро опуститесь до 3.6 вольт область. Следовательно, вы можете разумно предположим, что (если ваш аккумулятор "достаточно" исправен, т. е. нет закороченные элементы), что 3,6 вольт - это абсолютный нижний предел разряда Напряжение.
  • Допустим, у вас 10-элементный аккумулятор. Когда "полностью заряжен" (но а не свежее от зарядного устройства) в этом пакете будет примерно 13 вольт. При 0,9 вольта на ячейку это будет 9 вольт для весь пакет. Однако у вас могут быть две закороченные ячейки (с остальными в порядке) на полностью заряженной аккумуляторной батарее и все еще имеют напряжение выше 10 вольт - и не знайте, что у вас было потеряли несколько ячеек, пока не заметили, что напряжение батареи упало намного ниже чем нижний предел 9 вольт - в котором "хорошие" элементы все еще могут быть работает на более чем 1.1 вольт на ячейку.
Это говорит нам о том, что - особенно с аккумулятором большего размера - состояние каждой отдельной ячейки может быть неочевидным "снаружи". Может потребоваться разборка упакуйте, чтобы правильно определить состояние каждой отдельной ячейки. (Если вы делаете разбираете аккумуляторные батареи, обратите внимание на предупреждения в верхней части эту страницу и прежде всего будьте осторожны !)

Различия в использовании NiCd и NiMH ячеек:

На первый взгляд может показаться, что никель-металлгидридные элементы - просто «лучшие» версии NiCd элементы.Они имеют следующие преимущества перед никель-кадмиевыми ячейками:

  • Их удельная мощность лучше: NiMH-элемент имеет большую емкость заряда чем такой же размер NiCd.
  • Они не содержат кадмий - токсичный тяжелый металл - и поэтому не представляют как большая проблема утилизации.
  • Они (по-видимому) не склонны к образованию дендритов при переходе в разворот - что-то, что может убить NiCd, закоротив его внутри и / или повышение тока саморазряда - не говоря уже о потере емкости.
Они есть несколько недостатков:
  • Их срок службы по количеству циклов заряда / разряда составляет ниже (250-500 для NiMH против 500-1000 для NiCd.)
  • У них относительно высокая скорость саморазряда: Просто сидя вокруг они, как правило, быстрее изнашиваются.
  • Они имеют немного более высокое внутреннее сопротивление и более низкое допустимая нагрузка по току, чем у NiCd такого же размера: обычно это делает их неприемлемо для использования в сильноточных дренажных устройствах, таких как аккумуляторные электроинструменты, где нагрузка может составлять несколько "C" (т.е.е. 2-3 ампер нагрузки на ампер / час ячейки). Начинают появляться новые типы никель-металлгидридных элементов. у которых нет такого ограничения.
  • Труднее сказать, когда NiMH-элементы полностью заряжены, чем NiCd.


На практике никель-металлгидридный элемент может на превзойти никель-кадмиевый аккумулятор. сроки циклов зарядки. Почему? лот никель-кадмиевых ячеек «умирают» из-за разворот клеток ( см. выше ) и вытекающие из этого эффекты. NiMH-элементы делают не сразу образуют дендритные шорты, когда они переходят в разворот.Повреждение Однако никель-металлгидридная ячейка все еще может возникать: переворот ячейки вызывает образование газов в электролита, и возможно, что давление повысится, и ячейка будет вентиляция. Возникающая в результате потеря газа означает потерю материала электролита и последующая потеря емкости.

Замена никель-кадмиевых элементов на никель-металл-гидридные элементы:

Можно ли просто отказаться от никель-кадмиевых аккумуляторов? По-разному. Для оптимального срока службы и производительности ячеек ответ, вероятно, будет нет.Для "хорошей" производительности (то есть там, где общий срок службы и заряд емкость, вероятно, превысит емкость NiCd ячеек) ответ, скорее всего, да - поскольку пока соблюдаются несколько правил:

  • Вы ​​не можете использовать NiMH элементы в очень сильноточных устройствах, таких как силовые. инструменты. Такого рода требования к ячейкам приведут к очень высокому уровню . короткий срок службы и может быть опасным из-за перегрева электролизера и вентиляции.
  • «Интеллектуальное зарядное устройство» или «быстрое зарядное устройство», содержащее только NiCd чтобы определить, когда NiMh-элемент полностью заряжен. Это может привести к заряжается (аккумулятор заряжен не полностью) или (что более вероятно) перезарядка, если зарядное устройство не может определить состояние полной зарядки. Делать убедитесь, что ваше быстрое зарядное устройство специально разработано для зарядки NiMH ячеек, прежде чем использовать его.
  • Зарядка никель-металлгидридного элемента от оригинального никель-кадмиевого зарядного устройства наверно получится, но наверно будет больше чем вдвое длиннее как это было с зарядным устройством NiCd.Обычно "струйные" зарядные устройства зарядите батарею NiCd за 12-16 часов. Это означает, что одно и то же зарядное устройство будет Вероятно, для зарядки NiMH аккумулятора потребуется 30-36 часов. Эта дополнительная плата требуется время, потому что емкость NiMH ячеек, вероятно, уменьшится. иметь как минимум дважды емкость никель-кадмиевых элементов такого же размера, которые они заменяют.
При замене никель-кадмиевых элементов на никель-металлгидридные несколько вещей, о которых следует помнить:
  • Утилизируйте мертвые никель-кадмиевые элементы надлежащим образом, а не просто бросайте их в мусор.Проведите небольшое исследование и узнайте, где избавиться от мертвых. клетки. (Ваше местное агентство по переработке или вывозу мусора, вероятно, может скажу, куда идти ... так сказать ...)
  • При зарядке NiMH обратите внимание на рекомендации в предыдущем разделе. ячеек: они могут не заряжаться должным образом в «умном» или «быстром» зарядном устройстве и зарядному устройству потребуется гораздо больше времени для зарядки никель-металлгидридных элементов на .
  • У них намного больший ток саморазряда. Если вы заряжаете аккумулятор и забудьте об этом, не ожидайте , что он все еще будет полностью заряжен через несколько месяцев.


Что могут сделать производители, чтобы продлить срок службы NiCd / NiMH элемента жизнь?

Меня несколько раздражает, что рекомендация производителя прибора (т.е. полностью разрядить батарею NiCd) именно то, что может убить NiCd клетки преждевременно. Что в этом ужасного, так это стоимость замена и возникшие неудобства: часто пользователь просто выбросьте весь прибор. С экологической точки зрения (и Я не любитель деревьев) это означает, что устройства утилизируются в противном случае нет ничего плохого с ними, и Кадмий (токсичный тяжелый металл) часто попадает (нелегально) на общественные свалки - и, возможно, в ваша питьевая вода.

Есть несколько вещей, которые можно сделать, чтобы значительно продлить жизнь клеток как NiCd, так и NiMH:

  • Не рекомендуется полностью разряжать батареи. Там в этом нет абсолютно никакой необходимости.
  • Встраивайте в пакеты (или в прибор) устройство, которое будет вызывать ток потребление прекратилось если любой ячейка упадет ниже, скажем, где-то от 1,0 до 0,6 вольт. Это предотвратит инверсию ячейки когда-либо происходило в первую очередь.Пример такого рода защиты находится в все Литий-ионный аккумулятор пакеты, которые сделаны. В случае литий-ионных элементов их разрядка ниже 2,0-2,5 вольт не рекомендуется (в качестве накопителя газа и других элементов может произойти повреждение), и их разряд ниже 1,0 вольт не только вызовет необратимое повреждение ячейки, но может представлять угрозу безопасности. Еще одно подобное приложение было описано для Ray-O-Vac Renewal (tm) ячеек на этом страница.На этой странице описан метод обеспечения максимальной продолжительности жизни от эти перезаряжаемые щелочные элементы - и очень похожая техника может быть применяется к батареям NiCd и NiMH.

У вас есть вопросы или комментарии? Отправьте электронное письмо . Обратите внимание, что информация на этой странице считается точной, но нет гарантии, явные или подразумеваемые. Автор не может нести ответственность за любой ущерб или травмы, которые могут возникнуть в результате действий, предпринятых (или не предпринятых) в качестве результат чтения этой страницы.Ваш пробег может отличаться. Не насмехаться счастливый веселый мяч.

Другие страницы, связанные с батареями на этот сайт:

Управление FT-817 с Литий-ионные (Li-Ion) элементы - Эта страница является продолжением один об оптимизации энергопотребления (см. выше) и описывает, как литий-ионный батареи (которые имеют лучшее соотношение мощность / вес, чем NiCd или NiMH) могут использоваться для питания FT-817.

Управление FT-817 с другие типы ячеек- На этой странице описывается, как NiCd, NiMH и щелочные элементы (и это лишь некоторые из них) могут (или не могут) использоваться для питания FT-817. (без литий-ионных элементов - см. Выше)

Несколько паутины сайты с информацией о щелочах, никель-кадмиевых, никель-металлгидридных и литий-ионных ячеек:

  • "Правильный Обращение помогает максимально эффективно использовать Li-Ion аккумуляторы »- Эта статья (из EDN) дает обзор работы литий-ионных аккумуляторов и некоторых требования при их использовании. Здесь это статья о различных типах аккумуляторных батарей. У них есть еще несколько статей в их архивах - смотрите здесь.
  • Eveready (Energizer) Технический Данные - полезные данные, спецификации и рейтинги щелочных, никель-кадмиевых, никель-металлгидридных и щелочных металлов. и другие аккумуляторные технологии.
  • Райовац Руководства по продуктам OEM - на этой странице есть руководства по продуктам OEM с некоторыми техническая информация о щелочах (включая аккумуляторные щелочи), а также другие типы клеток.
  • Данные об аккумуляторах Duracell OEM - Еще одна полезная страница с данными, спецификациями и рейтингами различных аккумуляторов. технологии.
  • Sony Литий-ионный Каталог аккумуляторов - На этой странице есть список литий-ионных аккумуляторов Sony. продукты, а также технические данные, которые могут быть применены к этому и другим Литий-ионные продукты. Примечание: Для правильного отображения таблиц данных, может потребоваться скачать и установить японский Пакет азиатских шрифтов. (Эй, это не моя вина!) По состоянию на 3/7/03 эта ссылка не работала, хотя ссылки на собственном веб-сайте Sony все еще укажите на это!
  • Panasonic Литий-ионные аккумуляторные батареи - на этой странице содержится много информации о различные типы литий-ионных продуктов Panasonic, а также технические данные, которые могут применяться к этому и другим литий-ионным продуктам. На этой странице есть кто-то более подробная информация об «уходе и питании» литий-ионных элементов, чем Страница Sony (см. Выше)
Примечание. Ссылки выше имеют тенденцию к изменению. часто - дайте мне знать, если один (или несколько) перестанет работать.

Пока вы здесь, взгляните на эти другие страницы на этом сайте:

Обновлено (с версия программного обеспечения 2.0x) - Описание схем и программного обеспечения Передатчик PSK31 MedFER на базе PIC.(Обратите внимание, что операция FSK31 также возможно!) - Теперь возможна работа через последовательный порт 1200 бод, а intermod был значительно уменьшен на !

"Оптимизация" простого Beacon 'Transmitter "Марка Мэллори - Первоначально эта статья появилась в Western Update (№ 59, сентябрь 1988 г.). Это оригинальная статья с описанием высокоэффективного класса E LowFER передатчик.

Маяк LowFER "CT" Архив - Фотографии / информация о маяке LowFER "CT" последнего времени. 1980-е гг.(Включает QSL и звуки некоторых других маяков время.)

A Линейно-синхронный шум бланкер для использования VLF / LF / MF - этот бланкер производит очень мало intermod, по сравнению со многими другими ...

«QRSS и ты ...» - Использование абсурдно тихоходный CW для "связи"

Использование компьютера в засаде ничего не подозревающие NDB - Краткое описание того, как Spectran можно использовать, когда пытается получить NDB.

Есть вопросы или комментарии? Отправить письмо!

Эта страница поддерживалась Клинтом Тернером, KA7OEI и была последней обновлено 20030307.(Авторское право 2001-2002 гг., Клинт Turner)

Характеристики аккумуляторных батарей

% PDF-1.4 % 1 0 obj> поток application / pdf Характеристики аккумуляторных батарей

  • Примечания по применению
  • Texas Instruments, Incorporated [SNVA533,0]
  • iText 2.1.7 от 1T3XTSNVA5332011-12-08T02: 45: 55.000Z2011-12-08T02: 45: 55.000Z конечный поток эндобдж 2 0 obj> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] / Font >>> / MediaBox [0 0 540 720] / Contents [7 0 R 8 0 R 9 0 R 10 0 R] / Type / Страница / Родитель 11 0 R >> эндобдж 3 0 obj> поток

    Аккумуляторы для самолетов - зарядка аккумуляторов

    Зарядка аккумуляторов

    Эксплуатация аккумуляторных батарей самолетов за пределами их температуры окружающей среды или пределов напряжения зарядки может привести к чрезмерным температурам элементов, что приведет к кипению электролита, быстрому разрушению элементов и отказу аккумулятора.Также имеет значение взаимосвязь между максимальным зарядным напряжением и количеством ячеек в батарее. Это определяет (для данной температуры окружающей среды и уровня заряда) скорость, с которой энергия поглощается в виде тепла внутри батареи. Для свинцово-кислотных аккумуляторов напряжение на элемент не должно превышать 2,35 В. В случае никель-кадмиевых аккумуляторов предел зарядного напряжения зависит от конструкции и конструкции. Обычно используются значения 1,4 и 1,5 В на элемент. Во всех случаях следуйте рекомендациям производителя батареи.

    Зарядка при постоянном напряжении (ЗП)

    Система зарядки аккумулятора в самолете - это система постоянного напряжения. Генератор с приводом от двигателя, способный подавать необходимое напряжение, подключен через электрическую систему самолета непосредственно к аккумуляторной батарее. В систему встроен выключатель аккумуляторной батареи, так что аккумулятор может быть отключен, когда самолет не находится в эксплуатации.

    Напряжение генератора точно регулируется с помощью регулятора напряжения, включенного в цепь возбуждения генератора.Для 12-вольтовой системы напряжение генератора устанавливается примерно на 14,25. В системах с напряжением 24 В регулировка должна быть в пределах от 28 до 28,5 В. Когда такие условия существуют, начальный зарядный ток через батарею высокий. По мере увеличения уровня заряда напряжение аккумулятора также увеличивается, что приводит к уменьшению тока. Когда аккумулятор полностью заряжен, его напряжение почти равно напряжению генератора, и в аккумулятор протекает очень небольшой ток. Когда зарядный ток низкий, аккумулятор может оставаться подключенным к генератору без повреждений.

    При использовании системы постоянного напряжения в аккумуляторном цехе в систему встроен регулятор напряжения, который автоматически поддерживает постоянное напряжение. Батарея большей емкости (например, 42 Ач) имеет меньшее сопротивление, чем батарея меньшей емкости (например, 33 Ач). Следовательно, аккумулятор большой емкости потребляет более высокий зарядный ток, чем аккумулятор малой емкости, когда оба находятся в одинаковом состоянии заряда и когда зарядные напряжения равны. Метод постоянного напряжения является предпочтительным методом зарядки свинцово-кислотных аккумуляторов.

    Зарядка постоянным током

    Зарядка постоянным током наиболее удобна для зарядки аккумуляторов вне самолета, потому что несколько аккумуляторов разного напряжения могут заряжаться одновременно в одной и той же системе. Система зарядки постоянным током обычно состоит из выпрямителя для переключения нормального источника переменного тока на постоянный. Трансформатор используется для уменьшения доступного переменного напряжения 110 или 220 вольт до желаемого уровня, прежде чем он будет пропущен через выпрямитель. Если используется система зарядки с постоянным током, несколько аккумуляторов могут быть подключены последовательно при условии, что зарядный ток поддерживается на таком уровне, что аккумулятор не перегревается или не выделяется чрезмерно.

    Метод зарядки постоянным током является предпочтительным методом зарядки никель-кадмиевых аккумуляторов. Обычно никель-кадмиевые батареи заряжаются постоянным током со скоростью 1CA, пока все элементы не достигнут напряжения не менее 1,55 В. Следующий цикл зарядки следует при 0,1CA, снова до тех пор, пока все элементы не достигнут 1,55 В. Зарядка завершается дополнительной зарядкой или дополнительной зарядкой, обычно не менее 4 часов из расчета 0,1CA. Целью перезарядки является удаление как можно большего количества, если не всех газов, собранных на электродах, водорода на аноде и кислорода на катоде; некоторые из этих газов рекомбинируют с образованием воды, которая, в свою очередь, поднимает уровень электролита до самого высокого уровня, после чего можно безопасно регулировать уровни электролита.Во время перезарядки или подпитки напряжение элемента превышает 1,6 В, а затем начинает медленно падать. Ни одна ячейка не должна подниматься выше 1,71 В (сухой элемент) или опускаться ниже 1,55 В (нарушение газового барьера).

    Зарядка производится при ослабленных или открытых вентиляционных крышках. Застрявшее вентиляционное отверстие может увеличить давление в ячейке. Это также позволяет доливать воду до нужного уровня до окончания подпитки, пока ток зарядки еще включен. Однако элементы следует снова закрыть, как только вентиляционные отверстия будут очищены и проверены, поскольку углекислый газ, растворенный из внешнего воздуха, карбонизирует элементы и приводит к старению аккумулятора.

    Обслуживание батарей

    Процедуры проверки и обслуживания батарей зависят от типа химической технологии и типа физической конструкции. Всегда следуйте процедурам, утвержденным производителем аккумулятора. Производительность аккумулятора в любое время в данном приложении зависит от возраста аккумулятора, состояния здоровья, состояния заряда и механической целостности, которые вы можете определить в соответствии со следующим:

    • Чтобы определить срок службы и возраст аккумулятора, запишите дату установки аккумулятора на аккумулятор.Во время нормального технического обслуживания аккумуляторной батареи возраст аккумуляторной батареи должен регистрироваться либо в журнале технического обслуживания воздушного судна, либо в журнале технического обслуживания в магазине.
    • Состояние здоровья свинцово-кислотных аккумуляторов может определяться продолжительностью межсервисного интервала (в случае вентилируемых аккумуляторов), факторами окружающей среды (такими как чрезмерная жара или холод) и наблюдаемой утечкой электролита (о чем свидетельствует коррозия проводки). и соединители или скопления порошкообразных солей). Если аккумулятор необходимо заряжать часто без признаков внешней утечки, это может указывать на плохое состояние аккумулятора, системы зарядки аккумулятора или состояние перезарядки.
    • Используйте ареометр для определения удельного веса электролита свинцово-кислотной батареи, который представляет собой вес электролита по сравнению с весом чистой воды. Позаботьтесь о том, чтобы электролит вернулся в ячейку, из которой он был извлечен. Если разница в удельном весе между элементами батареи составляет 0,050 или более, срок службы батареи приближается к концу, и следует рассмотреть возможность замены. Уровень электролита можно регулировать добавлением дистиллированной воды.Не добавляйте электролит.
    • Состояние заряда аккумулятора определяется совокупным эффектом зарядки и разрядки аккумулятора. В обычной системе электрического заряда генератор или генератор переменного тока восстанавливает аккумулятор до полного заряда в течение полета от 1 часа до 90 минут.
    • Правильная механическая целостность предполагает отсутствие каких-либо физических повреждений, а также гарантию того, что оборудование правильно установлено и аккумулятор правильно подключен. Трубки, ниппели и приспособления системы вентиляции аккумуляторной батареи и аккумуляторного отсека, при необходимости, обеспечивают средства предотвращения потенциального накопления взрывоопасных газов, и их следует периодически проверять, чтобы убедиться, что они надежно подсоединены и ориентированы в соответствии с процедурами установки, приведенными в руководстве по техническому обслуживанию. .Всегда следуйте процедурам, утвержденным для конкретного самолета и аккумуляторной системы, чтобы убедиться, что аккумуляторная система способна обеспечить заданные характеристики.

    Бортовой механик рекомендует

    NiCad Care

    NiCad Care
    Бортовые аккумуляторы, используемые в самолетах с электроприводом, должны выдерживать экстремальные нагрузки. условия. Летчики требуют больших нагрузок, потребляющих ток при полете (20-60 ампер макс) и все еще ожидайте, что его можно будет перезарядить через 15-20 минут. В только батареи, которые могут выдержать такое неправильное обращение, - это никель-кадмиевые батареи с быстрой разрядкой . клетки.

    NiCad бывают нескольких размеров - меньшие по размеру ячейки с меньшей емкостью. такие как ячейки на 1000 мАч, имеют меньший вес (1,4 унции / ячейка) за счет коротких перелетов. Больше, ячеек большей емкости, таких как 1400, 1700, а теперь и 2000 мАч-клетки дают больше полеты, но накладывают штраф по весу (1,9 унции / ячейка). Тип модели и диктат предпочтения пилота, который наиболее подходит для ситуация. В общем, я рекомендую использовать 1700 SCRC (и новый 2000 SCRC, если вы сможете их найти), если ваш самолет может поддерживать масса.Если нет, то 1000 SCR - хороший выбор. Для двигателей с очень низкое потребление тока, как у двигателей Speed ​​400 (

    Характеристики популярных силовых установок Nicads

    Имя ячейки описание вес внутреннее сопротивление
    KR600 AE 600 мАч, медленная [разрядка] 18 г 8,5 миллиОм
    N500 AR 500 мАч, быстрая зарядка 19 г 9 милОм
    N1000 SCR 1000 мАч, быстрая зарядка 41 г 4.5 миллиОм
    N1400 SCR 1400 мАч, быстрая зарядка 53 г 4 миллиОм
    N1700 SCRC быстрая зарядка 56 г 3,6 миллиОм
    N2000 SCRC 2000 мАч, НОВАЯ быстрая зарядка 58? г ?? миллиОм

    Как долго я могу летать?

    С газовыми самолетами на этот вопрос можно ответить, зная (1) как быстро ваш двигатель потребляет топливо, и (2) емкость вашего топлива бак.По электрике это идентичный , хотя точный формулировка это отличается. Для электрики продолжительность работы двигателя зависит от (1) количества ток ваш мотор обычно потребляет, и (2) емкость ваших батарей nicad.

    Возьмем Стандартный аккумулятор sub-C емкостью 1400 мАч. На этикетке 1400 мАч написано «1400 миллиампер-час ». Это означает, что вы можете потреблять 1400 миллиампер (= 1,4 ампера) ток в течение 1 часа до полной разрядки аккумулятора. Точно так же ... вы можете рисовать вдвое больше текущего (2.8 ампер) в течение половины времени (30 минут), четыре раза ток (5,6 ампер) в течение 1/4 времени (15 минут) и т. д. и т. д. Поняли?

    Важный момент! КОЛИЧЕСТВО никадовых ячеек для мотора диктует выходная мощность; ТИП ячейки диктует вместимость (и последующее время полета).

    Итак ... знать емкость ваших батарей - все равно что знать размер вашего топливный бак! Теперь вопрос в том, как быстро вы осушаете этот резервуар! Как практическое правило, большинство дешевые моторы из жестяной банки потребляют 10-20 ампер или около того, спортивные моторы из кобальта потребляют 25-35 усилители, а горячие кобальтовые двигатели FAI потребляют 40-70 ампер при полном открытии дроссельной заслонки.К Измерьте ток потребления ТОЧНО, вам нужно одолжить или купить амперметр.

    Теперь мы можем понять, почему управление дроссельной заслонкой так полезно - время работы двигателя обычно довольно короткие. Из нашего примера выше, чертеж двигателя горячего кобальта 30 ампер разрядит типичный аккумулятор емкостью 1400 мАч примерно за 3 минуты! Но при снижении скорости полета вы можете увеличить время полета!


    Уход и кормление никель-кадмиевых аккумуляторов

    Nicads важны не только для электрического летчика RC, мы все очень сильно зависят от этих маленьких 1.Чудеса на 3 вольта, чтобы сохранить наши приемники работают сильно. Однако батареи nicad остаются одними из самых забытые и неправильно понятые элементы наших моделей.

    Техника зарядки

    Большинство блоков передатчика и приемника состоят из «стандартных» зарядных элементов. (SC-класс). Такие элементы рассчитаны на ночную (10-14 часов) зарядку. цикл с текущей скоростью 1/10 их мощности. То есть на 500 мАч Блок приемника лучше всего заряжать в течение 10-14 часов при токе 50 мА. Иногда более быстрая зарядка за 1 час может производиться при токе, равном номинальная емкость (для нашего примера приемника емкостью 500 мАч это ~ 500 мА = 0.5 А).

    Никады с электроприводом должны выдерживать суровые условия сравнение с радионикадами. Кобальтовый мотор соревновательного ветра может тянуть как примерно 70 ампер от аккумуляторной батареи, и мы, летчики, требуем, чтобы мы могли зарядиться в машине за 15 минут или около того! Поскольку нормальные никады не электрические летчики созданы, чтобы противостоять такого рода злоупотреблениям, используют быструю зарядку ячеек (SCR-класс). Эти элементы предназначены для больших токовых зарядов и нагрузки и соответственно более низкие внутренние импедансы для более высоких мощность.Для таких ячеек можно легко зарядить их при скорость в 4 раза больше мощности за 15 минут. Для большинства электрических никадов которые попадают в диапазон емкости 1000-1700 мАч, скорость заряда 4-5 ампер составляет соответствующий.

    Третий класс ячеек, называемый «SCE», «AE» или «KR». клетки, спортивные высокой вместимости для на удивление легкий вес. К сожалению, эти клетки обычно не оптимальны для электрики, так как они имеют относительно высокое сопротивление и поэтому нельзя ни быстро заряжать, ни разряжать. Они делают Тем не менее, интересный выбор для слаботочных двигателей Speed ​​400.Они вместе с Серия металлогидридных ячеек Hydrimax нуждается в дальнейшем улучшении, чтобы позволяют надежно использовать двигательную установку в самолетах с сильноточным электрическим приводом.

    Обслуживание пакета nicad

    Или ... память, цикличность, обращение ячеек и все такое ...

    Многие разработчики моделей считают, что им следует «полностью разрядить» свою нишу. упаковывает так, что ничевая «память» не развивается. Хотя эта точка некоторая актуальность (хотя сегодня большинство никадов довольно устойчивы к эффект `` памяти ''), более вероятно, что вы сильно повредите пачку через обращение ячеек, делая это.То есть, если пакет не полностью сбалансирован, одна ячейка будет «ниже» по заряду, чем другие, и будет обратная полярность к тому времени, когда остальные зарядятся до нуля. Отмена полярность, при этом обратимая с быстрой вспышкой высокого (5-10 ампер) заряда ток, очень повреждает клетку и резко снижает ее надежность и емкость.

    В большинстве случаев следует осторожно разрядить упаковку до 1,1 вольт на элемент, а затем заряжайте по суточной ставке, чтобы сбалансировать батарею. Этот обычно достаточно для большинства случаев использования, даже для большого электрического полета пакеты.Однако я обнаружил, что периодические индивидуальных ячеек глубиной разгрузка выгодна реально балансировка пачки и диагностика его состояния. Для этого разрядите до 1,1 В / элемент как перед, а затем подключите крошечный моторчик или лампочку фонарика к каждой ячейке индивидуально. Полностью разрядите каждую ячейку. Вы можете найти некоторую дисперсию в заряженном состоянии некоторых ячеек. Это несоответствие, вероятно, быть "исправленным" глубоким разрядом (но если этого не произойдет, вам, вероятно, следует выбросить плохую ячейку).Когда вы закончите, возобновите зарядку, как раньше.

    Обычно я индивидуально глубоко разряжаю элементы своего летного рюкзака один раз 4-8 недель и мои радиопакеты каждые 6 месяцев.

    Храню свои никады в заряженном состоянии, хотя нет четких свидетельство того, что хранение их в нерабочем (отключенном) разряженном состоянии является вообще вредно.


    Регуляторы скорости

    Все модели нуждаются в том или ином виде управления дроссельной заслонкой. Самый простой механизм - это тумблер на боковой стороне модели, которую включает пилот физически во время взлета.Затем модель летает, пока не разрядится аккумулятор. истощены, в этот момент пилот приземляет самолет и щелкает переключателем выключенный.

    Однако большинство летчиков хотят немного больше контролировать свои самолеты. Следующий простейший механизм - это механический или электрический переключатель. в самолете, который можно активировать дистанционно. Это позволяет пилоту повернуть мотор выключается и включается по желанию. Для планеров и небольших моделей это обычно достаточно.

    Самый эффективный и популярный способ управления двигателем - это использование электронного контроля скорости (ESC).Это устройство включает двигатель. и быстро выключается, с продолжительностью переключения зависит от настройки дроссельной заслонки. Таким образом, у пилота есть пропорциональная управление дроссельной заслонкой аналогично газовым самолетам. Это самый подходящее решение для спортивных самолетов, так как пилот может сбросить газ после пилотажные маневры, взлеты и посадки для более длительного сохранения мощности полеты. Для самолетов продаются два типа контроллеров:

    • Контроллеры «Частота кадров» включают и выключают двигатель относительно медленно (50 Гц) и поэтому не очень эффективны при частичной настройки дроссельной заслонки.Эти контроллеры обычно очень дешевы в производить. Примером может служить Astro Flight 217.
    • «Высокоскоростные» контроллеры переключаются намного быстрее (~ 2500 Гц) и поэтому эффективен при всех настройках дроссельной заслонки. Они больше дорого, но стоит вложить средства, если вы будете летать на частичный дроссель большую часть времени.

    Назад к Страница высокого напряжения

    Зарядное устройство для никель-кадмиевых аккумуляторов

    Зарядное устройство для никель-кадмиевых аккумуляторов

    Этот дешевый и простой в сборке NiCd / NiMH Зарядное устройство подходит для автоматической зарядки широкого диапазона аккумуляторы для многих приложений.Правильные зарядные устройства обычно дороги и дешевые зарядные устройства, часто поставляемые с оригинальным оборудованием. неправильно заряжают элементы и резко сокращают их жизнь. Этот «умное» зарядное устройство было разработано для сильноточной и быстрой зарядки такие приложения, как аккумуляторные электроинструменты и модели гоночных автомобилей. Эти аккумуляторные батареи дороги, и иногда их трудно купить. Этот в зарядном устройстве используется метод зарядки, рекомендованный производителем элемента, чтобы безопасно и быстро заряжать аккумуляторы.

    Введение

    Как разнорабочий я обладаю определенной властью инструменты.Источник питания аккумуляторных инструментов находится в диапазоне от 3,6 В до 18 В и почти неизбежно состоит из никель-кадмиевых / никель-металлгидридных элементов Sanyo или Panasonic, несмотря на фактическую марку самого электроинструмента. Правильно лечить, эти аккумуляторные батареи должны быть рассчитаны на сотни зарядок и могут потенциально продлится много лет.

    Недавно я нашел свою 2-летнюю аккумуляторную дрель на 9,6 В аккумулятор не работает до своей номинальной емкости после зарядки. К сожалению, замена батарейных блоков довольно дорога, иногда стоит почти столько же, сколько и весь набор сверл, если на самом деле вы вообще можно покупать аккумуляторы отдельно.Часто вам говорят просто «купить новую дрель». Дешевле приобретать собственные клетки и используйте старый корпус для изготовления аккумуляторной батареи, если вы можете пайка меток аккумулятора (Примечание: не припаивайте непосредственно к батареи, так как это повреждает их и довольно опасно).

    При выборе сменных ячеек я исследовал спецификации производителя по зарядке и угадайте что? Батарея зарядное устройство, поставляемое с дрелью, не соответствовало этим технические характеристики. Другими словами, входящее в комплект зарядное устройство очень простое устройство, подающее постоянный ток на аккумулятор.Там Зарядное устройство не использует способ прекращения зарядки. В течение процесс перезарядки, когда батареи достигают своего 100% заряда, ячейка начинает нагреваться, и нарастает внутреннее давление, в результате чего аккумулятор чтобы в конечном итоге привести к разрыву электролита или его выбросу.

    Заплатив хорошие деньги за новый аккумулятор, я решил разработать новое зарядное устройство, которое не повредит аккумулятор. я выбрал из спецификаций и из моего предпочтительного стиля использования (бросьте его в зарядное устройство и ожидайте, что в следующий раз, когда я достигну для него), что конструкция лучшего зарядного устройства потребует зарядное устройство для определения состояния элементов и соответствующей зарядки.

    Для выполнения этой задачи требуется устройство, которое измеряет, запоминает и контролирует, в каком состоянии должен быть заряд и когда в сочетании с некоторыми сложными характеристиками, которые аккумуляторные батареи Могу выставить, мне показалось, что потребовалась схема логического управления. Я хотел сделать дизайн максимально простым и уменьшить количество компонентов, потому что уменьшение размера и количества отверстий в Печатные платы являются основным источником затрат при производстве схем. Я скоро понял что простейшей конструкцией будет однокристальная конструкция, а именно использование ПОС.(PIC означает контроллер периферийного интерфейса PIC16C711. и является зарегистрированным товарным знаком MicroChip). Если у вас нет PIC программист, не паникуй! Этот компонент можно недорого приобрести в автор этого проекта. Кроме этого, очень просто и обычно доступные компоненты позволяют завершить этот проект примерно за 50 долларов, что намного дешевле, чем ваш следующий аккумулятор!

    Характеристики никель-кадмиевых / никель-металлгидридных элементов

    Даже если вы не хотите создавать это зарядное устройство, вы можете все еще можно извлечь пользу из этой статьи, понимая, как получите максимум от своих аккумуляторных батарей.Для начала ячейка определяется как единый сосуд, содержащий электроды и электролит для генерирующий ток. Батарея состоит из двух или более ячеек. NiCd / NiMH ячейки рассчитаны на 1,2 В для целей проектирования, хотя обычно они развивают около 1,25В. При полной зарядке им требуется от 1,5 до 1,6 В. Они могут подавать очень большой ток и отображать замечательный плоская характеристика разряда, поддерживающая постоянное напряжение 1,2 В на всем протяжении увольнять. Затем напряжение резко падает, и они почти полностью плоский на 0.8В. Это называется характеристикой «колена». из-за формы графика зависимости напряжения от времени.

    Емкость аккумулятора указана в мАч. (миллиампер-часы). Общая емкость аккумулятора обозначается как «C», то есть он может подавать C мА в течение 1 часа или 2C в течение 30 минут и т. д. Скорость зарядки может варьироваться от непрерывной зарядки для поддержания заряда батареи. до 'от 3,3% C до 5% C, заряд медленным током от 10% C до 20% C или быстрая зарядка от 50% от C до 100% от C.Медленная зарядка не предназначены для постоянного применения, а поскольку никель-кадмиевые / никель-металлогидридные аккумуляторы КПД 66%, обычно они работают около 8-15 часов.Быстрая зарядка, такая поскольку 100% C должно быть прекращено примерно через 1,5 часа, если аккумулятор разряжен. Когда аккумулятор полностью заряжен, батарея производит газ, создавая высокое внутреннее давление, и внезапно повышение температуры. Заряд следует переключить на постоянный заряд. в этот момент аккумулятор начнет вентилировать и освободить электролит. Моя старая батарея была рассчитана на C = 1300 мАч, а мое старое зарядное устройство был рассчитан на 400 мА (30% C), поэтому зарядное устройство нужно было выключить. примерно через 4 часа, при условии, что они с самого начала были почти плоскими.Однако невозможно узнать, был ли C на самом деле 1300 мАч или немного уменьшился, и как только батарея начинает разряжаться, я подозреваю, что это превращается в порочный круг, и батарея изнашивается быстро из-за все большей и большей перезарядки. Производитель предлагает при правильном обращении эти клетки должны выдержать от 500 до 1000 циклов!

    Миф об эффекте памяти

    Возможно, самый большой миф, который существует отчасти для NiCd элементы - это «эффект памяти». Почти все цитируют это как причина того, что клетки должны быть полностью сплющены - иначе они развивать какую-то память и может удерживать только частичный заряд от там дальше.Как и во всех хороших историях, в этой есть доля правды! Миф возник с первых дней существования спутников, когда они были использование солнечных батарей для зарядки батарей и из-за того, что корабля вокруг Земли, батареи были подвергнуты точному заряд / разряд циклов много сотен раз. Эффект пропадает когда цикл батареи внезапно меняется, а это чрезвычайно сложно воспроизвести этот эффект даже в лаборатории. Так что «эффект памяти» не представляет большой проблемы при домашнем использовании.

    Я могу вам сказать, что, может быть, можно разряжать отдельные ячейки до 0В, конечно, не рекомендуется разрядить всю батарею ячеек. Причина проста. Когда батарея разряжена ниже 0,8 В на ячейку, одна из ячеек разряжена. неизбежно слабее других и сначала обнуляется. Если батарея разряжается, эта батарея заряжается в обратном направлении, что снова делает его еще слабее. Это создает более распространенный, но менее общеизвестный эффект, называемый «понижение напряжения».В конце концов производительность батареи резко падает, что, по иронии судьбы, является то самое, что пользователь пытается предотвратить. Большинство пользователей знают где возникает "колено" батареи; это когда оригинальное оборудование сначала начинает показывать признаки того, что производительность батареи (и, следовательно, напряжение) внезапно падает, и рекомендуется сразу поставить его на зарядку с этой точки зрения. Обычно в любом случае остается менее 5% C.

    Еще одна вещь, батареи не любят перегреваться или холодный; они не заряжаются полностью, а фактически разряжаются (даже без нагрузки) намного быстрее при температуре выше 40 градусов или ниже 0 градусов.Они могут накапливать внутреннее тепло во время работы, и это может вызывают также повышение температуры внутри. Особенно избегайте ухода по этой причине аккумуляторные инструменты внутри горячего автомобиля. Они тоже должны быть оставьте на некоторое время остыть после разряда перед тем, как положить их на заряжать. Батареи NiCd / NiMH тоже саморазряжаются, как показывает практическое правило. аккумулятор будет держать полный заряд (без нагрузки) около месяца или два, хотя, когда они стареют или становятся горячими, они могут длиться всего день.

    Итак, что вы можете извлечь из этого?

    • Вам не нужно разряжать аккумулятор перед его зарядкой,
    • Не разряжайте аккумулятор ниже нуля.8 В на ячейку,
    • Не перезаряжайте аккумулятор выше 100% C, и
    • NiCd / NiMH не любят перегреваться или слишком холодно (обычно лучше всего от 0 до 40 градусов C)

    NiCd / NiMH Зарядка

    Общие значения C для аккумуляторных инструментов и гонок автомобили находятся в диапазоне от 1000 мАч до 3000 мАч. Первый шаг - это определите, что такое C для ваших ячеек. Осмотрите ячейки или свяжитесь с производителя, чтобы определить номер детали ячейки. В дрелях аккумулятор пакеты часто можно легко разобрать.Значение C часто составляет часть номера детали и номера детали можно найти на Интернет. Для моей новой батареи значение C было 1700 мАч. Обратите внимание, что значение ячейки для C такое же, как и значение заряда батареи для C.

    Данные производителей показывают, что при проектировании Зарядное устройство сначала следует продумать, как будут использоваться элементы. Для в этих приложениях использование заряда называется «циклическое использование», где аккумулятор многократно заряжается и разряжается. Кроме того, обычно Требуемое время зарядки максимально быстрое, от 1 до 2 часов.Мой батареи были способны быстро заряжаться до 100% C, что приравнивается к 1,7 А. Несмотря на это, я консервативно выбрал 1,25 А в качестве своего ток заряда, потому что я хотел иметь возможность заряжать аккумуляторы на 1300 мАч также. Это значение должно быть подходящим для большинства читателей, но на самом деле это не так. имеет значение, если он немного меньше 100% C, потому что зарядное устройство будет в любом случае все равно обнаруживать пик. Однако некоторые читатели захотят чтобы отрегулировать максимальный ток, это будет описано немного позже.

    Для «циклического использования» есть два рекомендуемых метода обнаружение прекращения заряда, либо с помощью датчика температуры в аккумуляторной батареи или с использованием системы отсечки "отрицательный треугольник V".В температурный метод основан на обнаружении внезапного повышения заряда батареи температура, чтобы отключить заряд. Нет ничего плохого в том, чтобы делать это, но аккумуляторные батареи не всегда поставляются со встроенными датчиками температуры дюйма. Кроме того, те, которые это делают, часто чувствуют температуру только одного клетка.

    Система отрицательного треугольника V основана на электрическом характеристика, что напряжение NiCd / NiMH батареи достигает пиков и падает примерно 20 мВ на элемент при полной зарядке. Это зарядное устройство в базовой комплектации конфигурация обнаружит пик 84 мВ (на батарею) от 2 В до 21.5В, и таким образом будет заряжать любой аккумулятор в этом диапазоне (т.е. 6-12 ячеек или От 7,2 В до 14,4 В). Варианты изменения этого диапазона описаны на рисунке. 10. Следовательно, независимо от того, насколько разряжена батарея, этот метод будет дайте достаточно заряда, чтобы восстановить аккумулятор до полного состояния, а затем аккумулятор постоянно "пополняется" капельным зарядом, чтобы предотвратить медленная утечка через внутреннее сопротивление.

    Также следует учитывать требование о том, чтобы Аккумулятор остынет, поэтому зарядка будет лучше.Эта батарея зарядное устройство ожидает стабилизации напряжения аккумулятора около 30 секунд перед началом зарядки. Если аккумулятор только что отошел от разряда и горячий, зарядка может начаться примерно через минуту. Кроме того, новые батареи могут показывать ложные пики в первые 4 минуты. заряда. По этой причине зарядное устройство запускается с медленного «плавного пуска». заряжайте в течение 4 минут, чтобы батарея остыла и прошла через это точка.

    Зарядное устройство использует порог 2 В (обрыв цепи напряжение), чтобы распознать подключенную батарею.На практике даже очень старый аккумулятор, который на самом деле был закорочен для некоторых время восстановится выше этого значения при выгрузке. Зарядка Алгоритм, используемый PIC, показан на рисунке 1. Обратите внимание, что первый светодиод (LED) горит постоянно. пока батарея находится в процессе полной зарядки, в то время как вторая Светодиод указывает на конкретный тип применяемого заряда.

    Нормальная работа зарядного устройства достаточно простой. Обычно зарядное устройство включено, и оба светодиода горят. мигают один раз.Зарядное устройство будет ждать в режиме 0 (ожидание) до тех пор, пока аккумулятор подключен. После подключения аккумулятора зарядное устройство Прогресс через режимы 1 (прохладный), 2 (мягкий), 3 (быстрый) и 4 (струйный). В аккумулятор можно оставить в режиме 4 (струйка) на неопределенное время или удалить при этом точка. Когда аккумулятор будет удален, зарядное устройство вернется в режим 0. (ожидать).

    Принцип работы

    Схема была сначала разработана в виде блок-схемы, показанной на рисунке 2. Источник постоянного тока включается и выключается в соответствии с требованиями микроконтроллер.Микроконтроллер определяет напряжение аккумулятора и внутренне использует аналого-цифровой преобразователь для считывания данных о батарее Напряжение. Микроконтроллер требует собственного регулируемого источника питания 5 В и отображает текущий статус зарядки двумя светодиодами. Самый маленький и самый дешевый микроконтроллер, который можно использовать для выполнения аналогового Цифровая функция и все еще есть необходимые функции и контроль линии для этого - PIC16C711. Это 8-битный, высокопроизводительный CMOS 4MHz CPU, который имеет 4 аналого-цифровых преобразователя, коричневый таймер и сторожевой таймер, которые используются в этой схеме для сброса чип, если возникают проблемы, такие как скачки напряжения или провалы.Это входит в 18-контактный двухрядный корпус. В нем содержится 1 тысяча слов из программная память и 68 байт данных. Едва ли для загрузки Windows 2000 я знаю, но вполне достаточно, чтобы написать управляющую программу - заставляет вас чудо, не так ли!

    Окончательная схема показана на Рис 3. Схема состоит из мостового выпрямителя и конденсатора для уменьшения пульсации при полной нагрузке 1,5 А примерно до 1 В. Шина 5V для PIC разработан с помощью 3-контактного регулятора 7805. Кристалл и 27пФ Конденсаторы обеспечивают стабильную и точную временную базу 4 МГц для PIC.Это необходимо для обеспечения точных функций задержки по времени для зарядки. Монолитный конденсатор емкостью 0,1 мкФ обеспечивает развязку. Два светодиода управляется непосредственно от ПОС через токоограничивающие резисторы 100 Ом. В 3,3 кОм и резистор 1 кОм «делят» напряжение аккумулятора примерно от От 0-21,5 В до 0-5 В, что является диапазоном аналогового и цифрового сигнала PIC. конвертер.

    LM317 будет поддерживать 1,25 В между выводом OUT и штифт ADJ. Я использовал здесь большой резистор на 1 Ом, 5 Вт, чтобы обеспечить константа 1.Поставляется 25А. Вы можете выбрать это значение по своему усмотрению. заявление. Просто используйте закон Ома и разделите 1,25 Вольт на ток. это рекомендуется для полной зарядки. Например, 0,68 Ом обеспечит около 1,7 А и 1,2 Ом обеспечат около 1 А. Диод IN5404 гарантирует, что цепь заряжает аккумулятор, и предотвращает цепи, если входное питание случайно отключится! Если это происходит с полностью заряженной батареей, диод изолирует цепи и при включении зарядное устройство снова обнаружит пик батареи и вернитесь к непрерывной подзарядке всего через несколько минут.

    Когда транзистор смещен, он эффективно переводит контакт ADJ примерно на 0,2 В. Это означает, что выходное напряжение весь блок составляет около 0,5 В. По умолчанию транзистор смещен, чтобы убедитесь, что устройство является «отказоустойчивым». ПОС может повернуть транзистор выключить путем замыкания базы на землю, и это позволяет LM317 обеспечивать регулируемый, постоянный ток на выходе. Ток привода для ПОС, база транзистора и коллектор транзистора находятся в порядке 1 мА, что находится в пределах номинального диапазона PIC и транзистора.

    Последней особенностью программного обеспечения является наличие Встроенный тест (BIT) при включении, который эффективно тестирует все компоненты, кроме конденсаторов (более 80% компонентов). Во время включения, если батарея не обнаружена (т.е. менее 2 В на выход), выход включается на 1 секунду и проверяется напряжение, а потом отключается выход. Если напряжение не достигает минимум 10 В при высоком уровне и ниже 2 В при низком уровне ошибки обнаружен. Оба светодиода включены одновременно во время этого BIT.В случае ошибки светодиоды мигают попеременно, как поезд. переход. Этот режим можно проверить, закоротив выход при включении питания. или подключение батареи во время BIT. Режим ошибки также будет вызывается, если после 3 часов основного заряда не обнаруживается никакого пика.

    Строительство

    Схема разработана и полностью протестирована на макетной плате и, наконец, выполненной на печатной плате (PCB). Печатная плата нижний слой и верхний слой показаны на рисунках 4 и 5. Право на плату принадлежит дизайнеру, но домашние пользователи могут сделать свои собственная доска для личного пользования.Плата не может быть изготовлена ​​для коммерческое использование. Доска была спроектирована так, чтобы быть односторонней с толстой рельсы и пологие повороты, поэтому его можно легко изготовить даже на домой, нет переходных отверстий или перемычек, и все компоненты могут быть непосредственно распаял на плате. Светодиоды могут быть установлены непосредственно на плате на сторона припоя и может затем проходить через центр передней панели при необходимости, или их можно соединить проводами и установить отдельно. Схема также выдает большой ток, поэтому сильноточные следы доска была намеренно сделана короткой и толстой, чтобы нести нагрузка.

    Полный список запчастей включен в Рис 6. Схема легко построить за несколько часов, однако конструктор должен быть осторожен с полярностью с некоторыми компоненты, а именно транзистор, электролитический конденсатор, ИС и диод. Если вы сомневаетесь в полярности каких-либо компонентов, проверьте схему, оверлей и / или обратитесь к справочнику по выводам контактов. Контакт № 1 PIC находится рядом с выемкой в ​​микросхеме и обращен к сторона платы, наиболее удаленная от светодиодов.

    Для подключения к LM317 вы можете скачать таблицу в формате pdf снизу этой страницы. LM317 должен быть установлен на радиаторе 5 градусов на ватт или меньше. В моем финале конструкция LM317 была установлена ​​в корпус из литого под давлением алюминиевого корпуса. Коробка должна быть указанного размера для отвода тепла. Так и будет необходимо плотно прикрутить к корпусу с помощью силиконовой смазки снизу, чтобы обеспечить хороший тепловой контакт. LM317 должен быть электрически изолирован от корпуса силиконовой шайбой и комплектом уплотнительных втулок для транзистора типа TO3.Использование теплоотводящего компаунда рекомендуемые. LM317 упадет примерно на 10 В при 1,25 А, т. Е. На 12 Вт при заряжает батареи меньшего размера и может нагреваться. Если более высокая мощность требуется рассеивание тепла, LM317 необходимо установить на теплообменнике. раковина. Не забудьте удалить с платы весь флюс с помощью зубная щетка, пропитанная метилированным спиртом, так как со временем флюс разъедает ваши паяльные соединения и дорожки. Быстрое распыление прозрачного лака рекомендуется для предотвращения коррозии; но убедитесь, что вы замаскируете гнездо IC, сначала светодиоды и клеммы.

    Тестирование / Эксплуатация

    Мостовой выпрямитель и конденсатор должны производить примерно в 1,4 раза больше входного СКЗ переменного тока. Таким образом, если используется источник питания 16 В переменного тока, основной рейка должна быть около 22 В постоянного тока. Если используется 24 В переменного тока, эта шина будет примерно 30 В постоянного тока. Через LM317 падает минимум 2,5 В, измерение тока резистор и выходной диод. Также проверьте, что шина 5 В регулирует должным образом.

    Для зарядки 14,4 В устройству требуется вход 24 В переменного тока. батареи, хотя для зарядки устройств меньшего размера требуется только 16 В переменного тока.Источник питания переменного тока должен быть рассчитан на выбранный ток питания или лучше. Если вы новичок, рекомендую использовать внешний "штекер". pack », однако вы можете установить сетевой трансформатор внутри устройства, если у вас есть возможность выполнить электромонтаж, но вам, очевидно, понадобится коробка большего размера.

    Для подключения к АКБ я использовал свой имеющийся зарядное устройство. Я удалил внутреннюю схему, которая была не более чем транзистор и светодиод, которые указывали, что ток поступает.Для подключения питания используются разъемы и вилки EIAJ DC Voltage. стандартный, с положительным, обычно центральным штифтом. Мудро выберите размеры контактов, чтобы переменный ток нельзя было подключить к вилке переменного тока. упакуйте в зарядное устройство, если вы используете эту установку.

    Чтобы объяснить пользователю различные режимы управления, изображение передней панели включает легенду для понимания мигающие светодиоды. Это произведение представлено на рис. 7.

    Схема была протестирована с использованием регистратора данных напряжения, результаты которого представлены на рисунках 8 и 9. которые показывают исходный и новый профили заряда соответственно.Примечание особенно новый профиль заряда, переключающийся на постоянную подзарядку, когда пик установлен.

    Заключение

    Зарядное устройство было легко сконструировать, и многократно демонстрировал эффективность и безопасность зарядки. Как результат в этом проекте время зарядки уменьшилось вдвое с 3-4 часов до 1,5 часов максимум. Теперь я просто вытаскиваю батарею из дрели и бросаю ее зарядное устройство, зная, что я могу просто взять его и использовать в следующий раз иди в сарай, как и должно быть.

    Описанная схема будет заряжать любые NiCd / NiMH. аккумулятор в диапазоне от 7,2 В до 14,4 В как есть; однако у многих конструкторов есть Мне отправили электронное письмо с запросом о том, как изменить диапазон зарядки на зарядите другие аккумуляторные батареи. Вам нужно будет убедиться, что батарея заряжена. все еще пиковое обнаружение правильно, но некоторые рекомендуемые значения указаны на рис. 10.

    Заинтересованные конструкторы могут заказать их по почте. предварительно запрограммированные и протестированные микросхемы PIC непосредственно от разработчика этого проект за 25 австралийских долларов плюс 5 австралийских долларов после отправки и упаковки.Исходный код не бесплатное или условно-бесплатное программное обеспечение, поэтому, пожалуйста, не просите меня отправить вам источник код, поскольку у него есть коммерческие приложения. Бесплатная поддержка доступна, если у вас возникли проблемы со строительством этого проекта, и многие сотни были проданы в Австралии и за рубежом. Нажмите на кнопку ниже, чтобы заказать PIC.

    Пустая печатная плата имеет код 14104011 и ее можно приобрести в Телефон RCS Radio Australia 61 2 9738 0330. Щелкните логотип, чтобы перейти к веб-сайт RCS.



    Контакты:


    .

    Автор: alexxlab

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *