NiMH signifie Nickel Metal Hydride. Une charge appropriée est essentielle pour maintenir les performances et la longévité. Vous devez connaître cette technologie pour charger NiMH. La récupération des cellules NiMH est un processus assez compliqué, car le pic de tension et la chute subséquente sont plus petits et, par conséquent, les indicateurs sont plus difficiles à déterminer. La surcharge entraîne une surchauffe et des dommages à la cellule, après quoi la capacité est perdue, entraînant une perte de fonctionnalité.
Conception et principe de fonctionnement
La batterie est un dispositif électrochimique dans lequel l'énergie électrique est convertie et stockée sous forme chimique. L'énergie chimique est facilement convertie en énergie électrique. NiMH fonctionne sur le principe de l'absorption, de la libération et du transport de l'hydrogène à l'intérieur de deux électrodes.
Les batteries NiMH se composent de deux bandes métalliques qui agissent comme des électrodes positives et négatives, et d'un séparateur en feuille isolante entre elles. Ce "sandwich" d'énergie est enroulé et placé dans une batterie avec du liquideélectrolyte. L'électrode positive est généralement constituée de nickel, l'électrode négative d'hydrure métallique. D'où le nom "NiMH", ou "hydrure métallique de nickel".
Avantages:
- Contient moins de toxines, est écologique et recyclable.
- L'effet mémoire est supérieur à Ni-Cad.
- Beaucoup plus sûr que les piles au lithium.
Défauts:
- La décharge profonde raccourcit la durée de vie et génère de la chaleur pendant la charge rapide et la charge élevée.
- L'autodécharge est plus élevée par rapport aux autres batteries et doit être prise en compte avant de charger NiMH.
- Haut niveau d'entretien requis. La batterie doit être complètement déchargée pour éviter la formation de cristaux pendant la charge.
- Plus cher que la batterie Ni-Cad.
Caractéristiques de charge/décharge
La cellule Nickel-Métal Hydrure possède de nombreuses caractéristiques similaires au NiCd, comme la courbe de décharge (avec charge supplémentaire) que la batterie peut accepter. Il ne tolère pas la surcharge entraînant une dégradation de la capacité, ce qui est un problème majeur pour les concepteurs de chargeurs.
Spécifications actuelles nécessaires pour charger correctement une batterie NiMH:
- La tension nominale est de 1,2 V.
- Énergie spécifique - 60-120 Wh/kg.
- Densité énergétique - 140-300 Wh/kg.
- Puissance spécifique - 250-1000 W/kg.
- Efficacité de charge/décharge -90 %.
L'efficacité de charge des batteries au nickel varie de 100 % à 70 % de la pleine capacité. Au départ, il y a une légère augmentation de la température, mais plus tard, lorsque le niveau de charge augmente, l'efficacité chute, générant de la chaleur, dont il faut tenir compte avant de charger NiMH.
Lorsqu'une batterie NiCD est déchargée à une certaine tension minimale puis chargée, il faut veiller à réduire l'effet de conditionnement (environ tous les 10 cycles de charge/décharge), sinon elle commencera à perdre de sa capacité. Pour NiMH, cette exigence n'est pas requise car l'effet est négligeable.
Cependant, un tel processus de récupération est également pratique pour les appareils NiMH, il est recommandé d'en tenir compte avant de charger les batteries NiMH. Le processus est répété trois à cinq fois avant qu'ils n'atteignent leur pleine capacité. Le processus de conditionnement des piles rechargeables garantit qu'elles dureront de nombreuses années.
Méthodes de récupération NiMH
Il existe plusieurs méthodes de charge qui peuvent être utilisées avec les batteries NiMH. Comme les NiCd, ils nécessitent une source de courant constant. La vitesse est généralement indiquée sur le corps de la cellule. Il ne doit pas dépasser les normes technologiques. Les limites des bornes de recharge sont clairement réglementées par les constructeurs. Avant d'utiliser des piles, vous devez savoir clairement avec quel courant charger les piles NiMH. Plusieurs méthodes sont utilisées pour éviter les pannes:
- Chargement par minuterie. Utilisation du temps pourdéterminer la fin du processus est le moyen le plus simple. Souvent, une minuterie électronique est intégrée à l'appareil, bien que de nombreux appareils n'aient pas cette fonctionnalité. L'approche suppose que la cellule est chargée à partir d'un état connu, comme lorsqu'elle est complètement déchargée.
- Détection thermique. La détermination de la fin du processus est effectuée en surveillant la température de l'élément. Bien que l'appareil devienne plus chaud lorsqu'il est surchargé, il est difficile d'évaluer avec précision l'augmentation de la température car le centre de la batterie sera beaucoup plus chaud que l'extérieur.
- Détection de tension delta négative. NiMH détecte une chute de tension (5 mV). Avant de charger les batteries NiMH, un filtrage du bruit est introduit pour capturer de manière fiable une telle chute afin de garantir que le capteur "parasite" et d'autres bruits n'entraînent pas la fin de la charge.
Fourniture parallèle d'éléments
La charge parallèle des batteries rend difficile la détermination qualitative de la fin du processus. En effet, on ne peut pas être sûr que chaque cellule ou boîtier a la même résistance et, par conséquent, certains consomment plus de courant que d'autres. Cela signifie qu'un circuit de charge séparé doit être utilisé pour chaque ligne de l'unité parallèle. Il convient d'établir la quantité de courant pour charger le NiMH en équilibrant, par exemple, en utilisant des résistances d'une valeur telle qu'elles domineront les paramètres de contrôle.
Des algorithmes modernes ont été développés pour garantir une charge précise sans l'utilisation d'une thermistance. CesLes appareils sont similaires à Delta V, mais ont des méthodes de mesure spéciales pour détecter la charge complète, impliquant généralement une sorte de cycle où la tension est mesurée sur un intervalle de temps et entre les impulsions. Pour les paquets multi-éléments, s'ils ne sont pas dans le même état et ne sont pas équilibrés en capacité, ils peuvent se remplir un à la fois, signalant la fin d'une étape.
Il faudra plusieurs cycles pour les équilibrer. Lorsque la batterie atteint la fin de sa charge, l'oxygène commence à se former au niveau des électrodes et se recombine au niveau du catalyseur. La nouvelle réaction chimique crée de la chaleur qui peut être facilement mesurée avec une thermistance. C'est le moyen le plus sûr de détecter la fin d'un processus lors d'une restauration rapide.
Moyen bon marché de se régénérer
La charge de nuit est le moyen le moins cher de charger une batterie NiMH à C/10, soit moins de 10 % de la capacité nominale par heure. Ceci doit être pris en compte afin de charger correctement NiMH. Ainsi, une batterie de 100 mAh se chargera à 10 mA pendant 15 heures. Cette méthode ne nécessite pas de capteur de fin de processus et fournit une charge complète. Les cellules modernes ont un catalyseur de recyclage d'oxygène qui empêche d'endommager la batterie lorsqu'elle est exposée au courant électrique.
Cette méthode ne peut pas être utilisée si la vitesse de charge est supérieure à C/10. La tension minimale requise pour une réaction complète dépend de la température (au moins 1,41 V par cellule à 20 degrés), qui doit être prise en compte afin de charger correctement NiMH. Une récupération prolongée ne provoque pas de ventilation. Il chauffe légèrement la batterie. Afin de préserver la durée de vie, il est recommandé d'utiliser une minuterie avec une plage de 13 à 15 heures. Le chargeur Ni-6-200 dispose d'un microprocesseur qui signale l'état de charge via une LED et effectue également une fonction de synchronisation.
Processus de charge rapide
À l'aide de la minuterie, vous pouvez charger le C/3.33 pendant 5 heures. C'est un peu risqué car la batterie doit d'abord être complètement déchargée. Une façon de s'assurer que cela ne se produise pas est de décharger automatiquement la batterie par le chargeur, qui démarre alors le processus de récupération pendant 5 heures. Cette méthode a l'avantage d'éliminer toute possibilité de création d'une mémoire de batterie négative.
Actuellement, tous les fabricants ne produisent pas de tels chargeurs, mais la carte à microprocesseur est utilisée, par exemple, dans le chargeur contrôleur de charge solaire C/10/NiMH-NiCad et peut être facilement modifiée pour effectuer une décharge. Un dissipateur de puissance sera nécessaire pour dissiper l'énergie d'une batterie partiellement chargée dans un délai raisonnable.
Si un moniteur de température est utilisé, les piles NiMH peuvent être chargées jusqu'à 1 C, soit une capacité de 100 % en ampères-heures pendant 1,5 heure. Le contrôleur de charge de batterie PowerStream le fait en conjonction avec une carte de contrôle capable de mesurer la tension et le courant pour des algorithmes plus complexes. Lorsque la température augmente, le processus doit être arrêté, et lorsqueLa valeur dT/dt doit être réglée sur 1-2 degrés par minute.
Il existe de nouveaux algorithmes qui utilisent le contrôle du microprocesseur lors de l'utilisation du signal -dV pour déterminer la fin de la charge. En pratique, ils fonctionnent très bien, c'est pourquoi les appareils modernes utilisent cette technologie, qui comprend des processus marche/arrêt pour mesurer la tension.
Spécifications de l'adaptateur
Un problème important est la durée de vie de la batterie, ou le coût total de la durée de vie du système. Dans ce cas, les fabricants proposent des appareils avec contrôle par microprocesseur.
Algorithme pour le chargeur parfait:
- Démarrage progressif. Si la température est supérieure à 40 degrés ou inférieure à zéro, commencez par charger C/10.
- Option. Si la tension de la batterie déchargée est supérieure à 1,0 V/cellule, déchargez la batterie à 1,0 V/cellule, puis procédez à une charge rapide.
- Chargement rapide. À 1 degré jusqu'à ce que la température atteigne 45 degrés ou dT indique une charge complète.
- Une fois la charge rapide terminée, chargez à C/10 pendant 4 heures pour assurer une charge complète.
- Si la tension d'une batterie NiMH chargée monte à 1,78 V/élément, arrêtez l'opération.
- Si le temps de charge rapide dépasse 1,5 heure sans interruption, il sera arrêté.
Théoriquement, la recharge est un taux de charge suffisamment rapide pour maintenir la batterie complètement chargée, mais suffisamment lent pour éviter la surcharge. Détermination du taux de recharge optimal pour une batterie particulièreun peu difficile à décrire, mais il est généralement admis qu'il s'agit d'environ dix pour cent de la capacité de la batterie, par exemple, pour Sanyo 2500 mAh AA NiMH, le taux de recharge optimal est de 250 mA ou moins. Il faut en tenir compte pour charger correctement les batteries NiMH.
Processus d'endommagement de la batterie
La cause la plus courante de panne prématurée de la batterie est la surcharge. Les types de chargeurs qui en sont le plus souvent la cause sont les soi-disant "chargeurs rapides" pendant 5 ou 8 heures. Le problème avec ces instruments est qu'ils n'ont pas vraiment de mécanisme de contrôle de processus.
La plupart d'entre eux ont des fonctionnalités simples. Ils se chargent à pleine vitesse pendant une période de temps fixe (généralement cinq ou huit heures) puis s'éteignent ou passent à une vitesse "manuelle" inférieure. S'ils sont utilisés correctement, tout est en ordre. S'ils ne sont pas appliqués correctement, la durée de vie de la batterie sera raccourcie de plusieurs manières:
- Lorsque des batteries complètement chargées ou partiellement chargées sont insérées dans l'appareil, il ne peut pas le détecter, il charge donc complètement les batteries pour lesquelles il a été conçu. Ainsi, la capacité de la batterie diminue.
- Une autre situation courante consiste à interrompre le cycle de charge en cours. Cependant, cela est suivi d'une reconnexion. Malheureusement, cela entraîne le redémarrage d'un cycle de charge complet, même si le cycle précédent est presque terminé.
Le moyen le plus simplePour éviter ces scénarios, utilisez un chargeur intelligent contrôlé par microprocesseur. Il peut détecter lorsque la batterie est complètement chargée, puis - selon sa conception - soit s'éteindre complètement, soit passer en mode de charge d'entretien.
Appareils intelligents iMax B6
Pour charger le NiMH iMax, vous aurez besoin d'un chargeur dédié, car l'utilisation d'une mauvaise méthode peut rendre la batterie inutile. De nombreux utilisateurs considèrent l'iMax B6 comme le meilleur choix pour la charge NiMH. Il prend en charge le processus de batteries jusqu'à 15 cellules, ainsi que de nombreux paramètres et configurations pour différents types de batteries. Le temps de charge recommandé ne doit pas dépasser 20 heures.
En règle générale, le fabricant garantit 2 000 cycles de charge/décharge à partir d'une batterie NiMH standard, bien que cela puisse varier en fonction des conditions d'utilisation.
Algorithme de travail:
- Charger NiMH iMax B6. Il est nécessaire de connecter le cordon d'alimentation à la prise située sur le côté gauche de l'appareil, en tenant compte de la forme à l'extrémité du câble pour s'assurer que la connexion est correcte. Nous l'insérons à fond et arrêtons d'appuyer lorsqu'un signal sonore et un message de bienvenue apparaissent sur l'écran d'affichage.
- Utilisez le bouton argenté à l'extrême gauche pour faire défiler le premier menu et sélectionner le type de batterie à charger. Appuyez sur le bouton le plus à gauche pour confirmer la sélection. Le bouton de droite fera défiler les options: charge, décharge, équilibre, charge rapide, stockage etautres.
- Deux boutons de commande centraux vous aideront à sélectionner le numéro souhaité. En appuyant sur le bouton le plus à droite pour entrer, vous pouvez accéder au réglage de la tension en faisant défiler à nouveau avec les deux boutons centraux et en appuyant sur enter.
- Utilisez plusieurs câbles pour connecter la batterie. Le premier ensemble ressemble à un équipement de fil de laboratoire. Il est souvent livré avec des pinces crocodiles. Les prises de connexion sont situées sur le côté droit de l'appareil, près du bas. Ils sont assez faciles à repérer. Voici comment vous pouvez charger NiMH avec iMax B6.
- Ensuite, vous devez connecter le câble de batterie libre à l'extrémité des pinces rouges et noires, créant ainsi une boucle fermée. Cela peut être un peu risqué, surtout si l'utilisateur effectue les mauvais réglages pour la première fois. Appuyez sur le bouton Entrée et maintenez-le enfoncé pendant trois secondes. L'écran doit alors informer qu'il vérifie la batterie, après quoi l'utilisateur sera invité à confirmer le réglage du mode.
- Pendant que la batterie est en charge, vous pouvez faire défiler les différents écrans à l'écran à l'aide des deux boutons centraux qui fournissent des informations sur le processus de charge dans différents modes.
Conseils pour optimiser les performances de la batterie
Le conseil le plus courant est de vider complètement les batteries, puis de les recharger. Bien qu'il s'agisse d'un traitement de "l'effet mémoire", des précautions doivent être prises dans les batteries au nickel-cadmium, car il est facile de les endommager en raison d'une décharge excessive, ce qui entraîne une "inversion des pôles" et des processus irréversibles. Dans certains cas, l'électronique de la batterie est fabriquéed'une manière qui empêche les processus négatifs en s'arrêtant avant qu'ils ne se produisent, mais pas les appareils plus simples comme les lampes de poche.
Obligatoire:
- Soyez prêt à les remplacer. Les batteries nickel-hydrure métallique ne durent pas éternellement. Après la fin de la ressource, ils cesseront de fonctionner.
- Achetez un chargeur intelligent qui contrôle électroniquement le processus et empêche la surcharge. Non seulement c'est mieux pour les piles, mais cela consomme également moins d'énergie.
- Retirez la batterie lorsque la recharge est terminée. Un temps inutile sur l'appareil signifie que plus d'énergie du jet est utilisée pour le charger, ce qui augmente l'usure et utilise plus de puissance.
- Ne videz pas complètement les piles pour prolonger leur durée de vie. Malgré tous les conseils contraires, une décharge complète raccourcira en fait leur durée de vie.
- Conserver les piles NiMH à température ambiante dans un endroit sec.
- Une chaleur excessive peut endommager les piles et les décharger rapidement.
- Envisagez d'utiliser un modèle de batterie faible.
Ainsi, vous pouvez tracer une ligne. En effet, les batteries NiMH sont davantage préparées par le fabricant à l'environnement d'aujourd'hui, et charger correctement les batteries à l'aide d'un appareil intelligent garantira leurs performances et leur longévité.
