So laden Sie NiMH-Akkus richtig

2024 Autor: Trinity Chesterton | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-16 08:15

NiMH steht für Nickel-Metallhydrid. Das richtige Aufladen ist der Schlüssel zur Aufrechterh altung der Leistung und Langlebigkeit. Sie müssen diese Technologie kennen, um NiMH zu laden. Die Wiederherstellung von NiMH-Zellen ist ein ziemlich komplizierter Vorgang, da die Spannungsspitze und der anschließende Abfall kleiner sind und daher die Indikatoren schwieriger zu bestimmen sind. Überladung führt zu Überhitzung und Beschädigung der Zelle, danach geht Kapazität verloren, was zu Funktionsverlust führt.

Aufbau und Wirkungsweise

Batterie ist ein elektrochemisches Gerät, in dem elektrische Energie umgewandelt und in chemischer Form gespeichert wird. Chemische Energie lässt sich leicht in elektrische Energie umwandeln. NiMH arbeitet nach dem Prinzip der Aufnahme, Abgabe und des Transports von Wasserstoff innerhalb zweier Elektroden.

NiMH-Akkus bestehen aus zwei Metallstreifen, die als positive und negative Elektroden fungieren, und einer isolierenden Trennfolie dazwischen. Dieses Energie-„Sandwich“wird aufgewickelt und zusammen mit Flüssigkeit in eine Batterie gegebenElektrolyt. Die positive Elektrode besteht in der Regel aus Nickel, die negative Elektrode aus Metallhydrid. Daher der Name "NiMH" oder "Nickelmetallhydrid".

Vorteile:

1. Enthält weniger Giftstoffe und ist umweltfreundlich und recycelbar.
2. Memory-Effekt ist höher als Ni-Cad.
3. Viel sicherer als Lithiumbatterien.

Fehler:

1. Tiefenentladung verkürzt die Lebensdauer und erzeugt Wärme bei Schnellladung und hoher Belastung.
2. Die Selbstentladung ist im Vergleich zu anderen Akkus höher und muss vor dem Laden von NiMH berücksichtigt werden.
3. Hoher Wartungsaufwand. Der Akku muss vollständig entladen sein, um Kristallbildung während des Ladevorgangs zu vermeiden.
4. Teurer als Ni-Cad Akkus.

Characteristics of charge/discharge

Die Nickel-Metallhydrid-Zelle hat viele ähnliche Eigenschaften wie NiCd, wie z. B. die Entladekurve (mit zusätzlicher Ladung), die der Akku aufnehmen kann. Es verträgt keine Überladung, die zu einer Verschlechterung der Kapazität führt, was ein großes Problem für Entwickler von Ladegeräten darstellt.

Aktuelle Spezifikationen zum ordnungsgemäßen Laden eines NiMH-Akkus:

1. Nennspannung beträgt 1,2V.
2. Spezifische Energie - 60-120 Wh/kg.
3. Energiedichte - 140-300 Wh/kg.
4. Spezifische Leistung - 250-1000 W/kg.
5. Lade-/Entladeeffizienz -90 %.

Die Ladeeffizienz von Nickelbatterien reicht von 100 % bis 70 % der vollen Kapazität. Anfangs kommt es zu einem leichten Temperaturanstieg, aber später, mit steigendem Ladezustand, sinkt der Wirkungsgrad und es entsteht Wärme, die vor dem Laden von NiMH berücksichtigt werden muss.

Wenn ein NiCD-Akku auf eine bestimmte Mindestspannung entladen und dann geladen wird, muss darauf geachtet werden, dass der Konditionierungseffekt reduziert wird (ca. alle 10 Lade-/Entladezyklen), da er sonst an Kapazität verliert. Für NiMH ist diese Anforderung nicht erforderlich, da der Effekt vernachlässigbar ist.

Ein solcher Wiederherstellungsprozess ist jedoch auch für NiMH-Geräte praktisch, es wird empfohlen, dies vor dem Laden von NiMH-Akkus in Betracht zu ziehen. Der Vorgang wird drei- bis fünfmal wiederholt, bevor sie die volle Kapazität erreichen. Der Konditionierungsprozess der Akkus sorgt für eine lange Lebensdauer.

NiMH-Wiederherstellungsmethoden

Es gibt mehrere Lademethoden, die mit NiMH-Akkus verwendet werden können. Sie benötigen, wie NiCds, eine Konstantstromquelle. Die Geschwindigkeit ist normalerweise auf dem Zellkörper angegeben. Es sollte technologische Standards nicht überschreiten. Die Grenzen der Ladegrenzen sind von den Herstellern klar geregelt. Bevor Sie Batterien verwenden, müssen Sie genau wissen, mit welcher Stromstärke NiMH-Batterien geladen werden sollen. Es gibt mehrere Methoden, die verwendet werden, um Fehler zu verhindern:

1. Laden per Timer. Nutzung der Zeit fürDas Ende des Prozesses zu bestimmen, ist der einfachste Weg. Oft ist eine elektronische Zeitsch altuhr in das Gerät eingebaut, obwohl viele Geräte diese Funktion nicht haben. Der Ansatz geht davon aus, dass die Zelle aus einem bekannten Zustand geladen wird, z. B. wenn sie vollständig entladen ist.
2. Thermische Erkennung. Die Bestimmung des Endes des Vorgangs erfolgt durch Überwachung der Temperatur des Elements. Während das Gerät bei Überladung wärmer wird, ist es schwierig, den Temperaturanstieg genau abzuschätzen, da die Mitte des Akkus viel heißer ist als die Außenseite.
3. Erkennung einer negativen Dreieckspannung. NiMH erkennt Spannungsabfall (5 mV). Vor dem Laden von NiMH-Akkus wird eine Rauschfilterung eingeführt, um einen solchen Abfall zuverlässig zu erfassen, um sicherzustellen, dass „parasitäre“Sensor- und andere Geräusche nicht zum Ende des Ladevorgangs führen.

Parallelversorgung von Elementen

Das parallele Laden von Batterien macht es schwierig, das Ende des Vorgangs qualitativ zu bestimmen. Dies liegt daran, dass man nicht sicher sein kann, dass jede Zelle oder jedes Paket den gleichen Widerstand hat und daher einige mehr Strom ziehen als andere. Das bedeutet, dass für jede Leitung in der Paralleleinheit ein separater Ladekreis verwendet werden muss. Es sollte festgelegt werden, wie viel Strom zum Laden des NiMH benötigt wird, indem z. B. Widerstände mit einem solchen Wert abgeglichen werden, dass sie die Regelparameter dominieren.

Moderne Algorithmen wurden entwickelt, um ein genaues Laden ohne die Verwendung eines Thermistors zu gewährleisten. DieseGeräte ähneln Delta V, verfügen jedoch über spezielle Messmethoden zur Erkennung der vollen Ladung, die normalerweise eine Art Zyklus beinh alten, bei dem die Spannung über ein Zeitintervall und zwischen Impulsen gemessen wird. Wenn sich Multi-Element-Pakete nicht im selben Zustand befinden und ihre Kapazität nicht ausgeglichen ist, können sie sich nacheinander füllen und das Ende einer Phase signalisieren.

Es wird mehrere Zyklen dauern, um sie auszugleichen. Wenn die Batterie das Ende ihrer Ladung erreicht, beginnt sich an den Elektroden Sauerstoff zu bilden und am Katalysator zu rekombinieren. Die neue chemische Reaktion erzeugt Wärme, die leicht mit einem Thermistor gemessen werden kann. Dies ist der sicherste Weg, das Ende eines Vorgangs während einer Schnellwiederherstellung zu erkennen.

Günstige Regeneration

Aufladen über Nacht ist die günstigste Möglichkeit, einen NiMH-Akku bei C/10 aufzuladen, was unter 10 % der Nennkapazität pro Stunde liegt. Dies muss berücksichtigt werden, um NiMH richtig zu laden. Ein 100-mAh-Akku wird also 15 Stunden lang mit 10 mA aufgeladen. Diese Methode erfordert keinen Prozessendesensor und bietet eine vollständige Ladung. Moderne Zellen haben einen Sauerstoffrecycling-Katalysator, der Schäden an der Batterie verhindert, wenn sie elektrischem Strom ausgesetzt wird.

Diese Methode kann nicht verwendet werden, wenn die Ladegeschwindigkeit über C/10 liegt. Die für eine vollständige Reaktion erforderliche Mindestspannung ist temperaturabhängig (mindestens 1,41 V pro Zelle bei 20 Grad), die berücksichtigt werden muss, um NiMH richtig zu laden. Längere Erholung verursacht keine Ventilation. Es erwärmt den Akku leicht. Um die Lebensdauer zu erh alten, wird empfohlen, eine Zeitsch altuhr mit einem Bereich von 13 bis 15 Stunden zu verwenden. Das Ladegerät Ni-6-200 verfügt über einen Mikroprozessor, der über eine LED den Ladezustand meldet und auch eine Synchronisationsfunktion durchführt.

Schnellladevorgang

Mit dem Timer können Sie den C/3.33 5 Stunden lang aufladen. Dies ist etwas riskant, da der Akku zuerst vollständig entladen werden muss. Eine Möglichkeit, dies zu verhindern, besteht darin, den Akku automatisch durch das Ladegerät zu entladen, das dann den Wiederherstellungsprozess für 5 Stunden startet. Diese Methode hat den Vorteil, dass jede Möglichkeit ausgeschlossen wird, einen negativen Batteriespeicher zu erzeugen.

Aktuell produzieren nicht alle Hersteller solche Ladegeräte, aber die Mikroprozessorplatine wird zB im C/10 /NiMH-NiCad-Solar-Laderegler-Ladegerät verwendet und kann leicht modifiziert werden, um eine Entladung durchzuführen. Ein Leistungsableiter wird benötigt, um die Energie einer teilweise aufgeladenen Batterie innerhalb einer angemessenen Zeitspanne abzuführen.

Bei Verwendung eines Temperaturwächters können NiMH-Akkus mit bis zu 1C geladen werden, also 1,5 Stunden lang mit 100 % Amperestunden Kapazität. Der PowerStream-Batterieladeregler tut dies in Verbindung mit einer Steuerplatine, die Spannung und Strom für komplexere Algorithmen messen kann. Wenn die Temperatur steigt, muss der Prozess gestoppt werden, und wannDer dT/dt-Wert sollte auf 1-2 Grad pro Minute eingestellt werden.

Es gibt neue Algorithmen, die eine Mikroprozessorsteuerung verwenden, wenn sie das -dV-Signal verwenden, um das Ende des Ladevorgangs zu bestimmen. In der Praxis funktionieren sie sehr gut, weshalb moderne Geräte diese Technologie verwenden, die Ein- und Aussch altvorgänge zur Spannungsmessung beinh altet.

Adapterspezifikationen

Ein wichtiges Thema ist die Batterielebensdauer oder die Gesamtlebenskosten des Systems. Hersteller bieten für diesen Fall Geräte mit Mikroprozessorsteuerung an.

Algorithmus für das perfekte Ladegerät:

1. Softstart. Wenn die Temperatur über 40 Grad oder unter Null liegt, laden Sie zunächst C/10.
2. Option. Wenn die entladene Batteriespannung höher als 1,0 V/Zelle ist, entladen Sie die Batterie auf 1,0 V/Zelle und fahren Sie dann mit dem Schnellladen fort.
3. Schnelles Aufladen. Bei 1 Grad bis die Temperatur 45 Grad erreicht oder dT zeigt volle Ladung an.
4. Laden Sie nach Abschluss des Schnellladevorgangs 4 Stunden lang bei C/10 auf, um eine vollständige Ladung sicherzustellen.
5. Wenn die Spannung eines geladenen NiMH-Akkus auf 1,78 V/Zelle ansteigt, stoppen Sie den Betrieb.
6. Wenn die Schnellladezeit ohne Unterbrechung 1,5 Stunden überschreitet, wird sie gestoppt.

Theoretisch ist das Wiederaufladen eine Laderate, die schnell genug ist, um den Akku voll aufgeladen zu h alten, aber langsam genug, um ein Überladen zu vermeiden. Bestimmung der optimalen Laderate für eine bestimmte Batterieetwas schwer zu beschreiben, aber es ist allgemein anerkannt, dass es etwa zehn Prozent der Kapazität des Akkus sind, zum Beispiel für Sanyo 2500 mAh AA NiMH, die optimale Laderate ist 250 mA oder weniger. Dies muss berücksichtigt werden, um NiMH-Akkus richtig zu laden.

Batterieschadensprozesse

Die häufigste Ursache für vorzeitigen Batterieausfall ist Überladung. Die am häufigsten verursachenden Ladegerätetypen sind die sogenannten "Schnellladegeräte" für 5 oder 8 Stunden. Das Problem bei diesen Instrumenten ist, dass sie nicht wirklich über einen Prozesskontrollmechanismus verfügen.

Die meisten von ihnen haben einfache Funktionen. Sie werden für einen festgelegten Zeitraum (normalerweise fünf oder acht Stunden) mit voller Geschwindigkeit aufgeladen und sch alten sich dann aus oder sch alten auf eine niedrigere "manuelle" Geschwindigkeit um. Wenn sie richtig verwendet werden, ist alles in Ordnung. Wenn sie falsch angewendet werden, wird die Batterielebensdauer auf verschiedene Weise verkürzt:

1. Wenn vollständig aufgeladene oder teilweise aufgeladene Batterien in das Gerät eingelegt werden, kann es dies nicht erkennen, daher lädt es die Batterien, für die es entwickelt wurde, vollständig auf. Die Batteriekapazität sinkt also.
2. Eine weitere häufige Situation ist die Unterbrechung des laufenden Ladezyklus. Es folgt jedoch eine Wiederverbindung. Leider führt dies dazu, dass ein vollständiger Ladezyklus neu gestartet wird, selbst wenn der vorherige Zyklus fast abgeschlossen ist.

Der einfachste WegUm diese Szenarien zu vermeiden, verwenden Sie ein intelligentes mikroprozessorgesteuertes Ladegerät. Es kann erkennen, wann der Akku vollständig geladen ist, und sich dann – je nach Ausführung – entweder vollständig aussch alten oder in den Erh altungslademodus wechseln.

iMax B6 Smart-Geräte

Zum Aufladen des NiMH iMax benötigen Sie ein spezielles Ladegerät, da die falsche Methode den Akku unbrauchbar machen kann. Viele Benutzer h alten den iMax B6 für die beste Wahl zum NiMH-Laden. Es unterstützt den Prozess von bis zu 15-Zellen-Akkus sowie viele Einstellungen und Konfigurationen für verschiedene Akkutypen. Die empfohlene Ladezeit sollte 20 Stunden nicht überschreiten.

In der Regel garantiert der Hersteller 2000 Lade-/Entladezyklen mit einem Standard-NiMH-Akku, obwohl dies je nach Nutzungsbedingungen variieren kann.

Arbeitsalgorithmus:

1. Laden von NiMH iMax B6. Es ist notwendig, das Netzkabel an die Steckdose auf der linken Seite des Geräts anzuschließen und dabei die Form am Ende des Kabels zu berücksichtigen, um sicherzustellen, dass die richtige Verbindung hergestellt wird. Wir führen es ganz ein und hören auf zu drücken, wenn ein Tonsignal und eine Willkommensnachricht auf dem Bildschirm erscheinen.
2. Mit der silbernen Taste ganz links blättern Sie durch das erste Menü und wählen den zu ladenden Akkutyp aus. Durch Drücken der Taste ganz links wird die Auswahl bestätigt. Die Sch altfläche auf der rechten Seite blättert durch die Optionen: Laden, Entladen, Ausgleichen, Schnellladen, Speichern undandere.
3. Zwei zentrale Steuertasten helfen Ihnen bei der Auswahl der gewünschten Nummer. Durch Drücken der Taste ganz rechts zum Aufrufen gelangen Sie zur Spannungseinstellung, indem Sie erneut mit den beiden mittleren Tasten scrollen und die Eingabetaste drücken.
4. Verwenden Sie mehrere Kabel, um die Batterie anzuschließen. Das erste Set sieht aus wie Laborkabelgeräte. Es wird oft mit Krokodilklemmen geliefert. Anschlussbuchsen befinden sich auf der rechten Geräteseite im unteren Bereich. Sie sind leicht genug zu erkennen. So laden Sie NiMH mit iMax B6.
5. Dann müssen Sie das freie Batteriekabel an das Ende der roten und schwarzen Klemmen anschließen, wodurch eine geschlossene Schleife entsteht. Dies kann ein wenig riskant sein, insbesondere wenn der Benutzer zum ersten Mal die falschen Einstellungen vornimmt. H alten Sie die Eingabetaste drei Sekunden lang gedrückt. Der Bildschirm sollte dann darüber informieren, dass der Akku überprüft wird, woraufhin der Benutzer aufgefordert wird, die Moduseinstellung zu bestätigen.
6. Während der Akku geladen wird, können Sie mit den beiden mittleren Tasten durch die verschiedenen Bildschirme des Displays blättern, die in verschiedenen Modi über den Ladevorgang informieren.

Tipps zur Optimierung der Akkuleistung

Der üblichste Rat ist, die Batterien vollständig zu entladen und sie dann wieder aufzuladen. Obwohl dies eine Behandlung für den „Memory-Effekt“ist, ist bei Nickel-Cadmium-Akkus Vorsicht geboten, da diese durch Tiefentladung leicht beschädigt werden können, was zu „Umpolung“und irreversiblen Prozessen führt. In einigen Fällen wird Batterieelektronik hergestelltauf eine Weise, die negative Prozesse verhindert, indem sie heruntergefahren werden, bevor sie passieren, einfachere Geräte wie Taschenlampen jedoch nicht.

Erforderlich:

1. Seien Sie bereit, sie zu ersetzen. Nickel-Metallhydrid-Akkus h alten nicht ewig. Nach dem Ende der Ressource werden sie nicht mehr funktionieren.
2. Kaufen Sie ein intelligentes Ladegerät, das den Vorgang elektronisch steuert und ein Überladen verhindert. Das schont nicht nur die Batterien, sondern verbraucht auch weniger Strom.
3. Entfernen Sie den Akku, wenn der Ladevorgang abgeschlossen ist. Unnötige Zeit am Gerät bedeutet, dass mehr Strahlenergie zum Aufladen verwendet wird, wodurch der Verschleiß erhöht und mehr Strom verbraucht wird.
4. Batterien nicht vollständig entladen, um ihre Lebensdauer zu verlängern. Trotz aller gegenteiligen Ratschläge wird eine vollständige Entladung ihr Leben tatsächlich verkürzen.
5. NiMH-Akkus trocken und bei Zimmertemperatur lagern.
6. Übermäßige Hitze kann Batterien beschädigen und dazu führen, dass sie sich schnell entladen.
7. Erwägen Sie die Verwendung eines Modells mit schwachem Akku.

So kannst du eine Linie ziehen. In der Tat sind NiMH-Akkus vom Hersteller besser auf die heutige Umgebung vorbereitet, und das ordnungsgemäße Laden von Akkus mit einem intelligenten Gerät stellt ihre Leistung und Langlebigkeit sicher.