Ładowanie akumulatorków NiMh - podstawy teoretyczne

Question

Chciałbym zrobić taką ładowarkę do akumulatorków, w związku czym mam kilka pytań. Wyczytałem na tym forum, że są najtańsze ładowarki proste nie mają s...

nsvinc · Accepted Answer

Akumulatorów nie ładuje się napięciem, tylko prądem - ładowarka ma wypluwać takie napięcie, aby prąd płynący do baterii był stały i znany.
Tu masz wszystko co potrzeba zeby zrobić dobrą ładowarkę.

Quote:
Ja chcę wykonać bajerancką ładowarkę, która będzie inteligentnie sterować prądem ładowania w zależności od stopnia naładowania akumulatorka.

Bezsens rdzennie. Zwykle ładowanie akumulatorka NiMH dzieli się na etapy. Jest przed-ładowanie (precharging), ładowanie, i utrzymywanie naładowania (trickle charging).
Inteligencja ładowarki nie polega na zmianie prądu ładowania względem napięcia akumulatora - to potrafi nie-inteligentny rezystor równie dobrze.
Inteligentna ładowarka rozpoznaje warunki ładowania akumulatora (jego temperaturę, temperaturę otoczenia, napięcie) na podstawie tego wywnioskowuje stopień naładowania, i z tego też wynika narzucenie etapu ładowania.
Jest parę rzeczy o których trzeba pamiętać, m.in.:
- detekcja głębokiego rozładowania - wtedy koniecznie trzeba stosować precharging
- detekcja nominalnego rozładowania - mozna zacząć szybkie ładowanie prądami większymi niż 0.1C
- detekcja naładowania - przewaznie na podstawie trzech parametrów: dT/dt, dV/dt i timer. Niektóre akumulatorki mają wyraźny efekt -dV/dt przy jednocześnie dużym dT/dt co jednoznacznie oznacza że aku się naładował, i czas zacząć etap podtrzymywania...

Zbudowałem na mikroklocku ładowarkę która ładowała mi akumulatorek NiMH prądem 4C (15 minut!). Ale kodu nadzorującego ten proces ładowania było pareset linijek. Pomijając fakt, że sam aku nie lubi takiego ładowania, proces da się przeprowadzić bez uszkodzenia aku ani efektów audiowizualnych.
Odpowiednio chłodząc aku podczas ładowania dałoby się nawet ładować większym prądem...

User removed account · Answer

Dzięki za odpowiedź.Wiem o tym. Tylko wydaje mi się, że prawa ohma nie da się oszukać - zrobię sobie źródło prądowe i w zależności od rezystancji aku będzie na nim jakiś określony spadek napięcia - pytam, się, czy muszę w jakiś sposób uważać na to, żeby napięcie mi nie wzrosło do jakichś niebezpiecznych wartości.Chyba nie, bo moja ładowarka po naładowaniu akumulatorków, nadal je ładuje (tzn. jak zapomnę wyjąć akumulatorków z ładowania po długim czasie, to akumulatorki są gorące).OK. To co wydaje mi się oczywiste do zrobienia, to zakończenie ładowania po naładowaniu - jak rozumiem, wykrycie naładowania to moment w którym napięcie już się nie zwiększa, ewentualnie zaczyna spadać. Temperaturę otoczenia również potrafię zmierzyć. Ale jak zmierzyć temperaturę akumulatora ?jak mam reagować na np. zbyt wysoką temperaturę ? Po prostu zmniejszając prąd ładowania ?Co to jest precharging i jak wykryć to głębokie rozładowanie (po prostu po napięciu, czy inaczej ?).Jakim prądem należy podtrzymywać ? W jaki sposób mam sprawdzić napięcie na baterii ? Bo robiłem małe doświadczenia i napięcie na baterii podczas ładowania jest nieco większe niż po odłączeniu ładowarki.Sam fakt zrobienia ładowania każdej baterii oddzielnie, wyłączania ładowania po naładowaniu, możliwości regulacji prądu ładowania,oraz wyświetlania aktualnego stanu baterii (na diodkach lub lcd) było by dla mnie dość fajne, nawet bez monitorowania temperatury. Chociaż chętnie bym zrobił z monitorowaniem temp... jeśli tylko bym wiedział jak

nsvinc · Answer

Oczywiście że tak. Wszystko masz w pdfie który podlinkowałem w #2To znaczy że ładowanie podtrzymujące ma za duży prąd. Aku pozostawiony w ładowarce chwilę po naładowaniu powinien pozostać lekko cieplejszy od otoczenia, nigdy nie gorący!Temperaturę aku mierzysz najlepiej czujnikiem ;] - metalowa wkładka do kosza do której przymocowany jest od spodu na pastę+klips czujnik typu PT100.Jeśli jest za gorąco zanim stwierdzisz naładowanie aku, musisz przełączyć się w trickle charging i czekać na spadek temperatury lub stwierdzenie naładowania. Profesjonalne ładowarki potrafią ładować 'jak największym' prądem tak aby temperatura była stała (kontroler prądu w funkcji temperatury), więc niekoniecznie trickle charging.Ładowanie prądem rzędu 0.01C-0.05C. Wykrywasz na podstawie napięcia aku gdy nie płynie do niego żaden prąd. Przeważnie też 0.01C-0.05CNo i tak właśnie jest. Ale to nie przeszkadza w pracy ładowarki - napięcie mierzysz w trakcie ładowania. Po zakonczeniu etapu fast charging mozesz na ułamek sekundy wyzerować prąd ładowania i zmierzyć rzeczywiste napięcie aku.

User removed account · Answer

Domyśliłem się To Jest mój argument, że zwykła ładowarka z rezystorkiem nie potrafi sterować "bajerancko prądem". Jednym z atutów mojej ładowarki było by właśnie to, że się wyłącza po naładowaniu. (lub przełącza się do trybu podtrzymywania, czyli chyba to się zwie tricke charging).Widzę, że ceny są dość spore, więc nie będę się tym zajmował. Nie zależy mi na szybkim ładowaniu, myślę, że przy ładowaniu 0.1C nie muszę monitorować temperatury.Ok, czy napięcie mocno rozładowanego aku to mniej niż 0.9V ? Czy może mniej ? Nie wyczytałem tego w pdfie.W pdfie jest zależność napięcia od stopnia naładowania : (Fig. 12) Increasing Battery PressureCzy to napięcie jest to napięcie rzeczywiste baterii, czy spadek napięcia na baterii ?Chodzi o to... , że chcę wykryć moment gdy bateria się naładuje (rozumiem, że jest to miejsce, gdy dv/dt = 0, czyli prościej mówiąc, napięcie już nie rośnie). Czy nie ma znaczenia, czy wezmę pod uwagę spadek napięcia na baterii podczas ładowania, czy rzeczywiste napięcie na baterii ?

nsvinc · Answer

Nie tak. Pamiętaj że ładowarka musi narzucić limit do jakiego napięcia baterii będzie trwało ładowanie. dV/dt==0 nie jest zadnym wyznacznikiem i tak naprawde nigdy nie wystąpi. Napięcie będzie albo rosło, albo malało. Nie zdarzy się, że ładujesz prąd w baterię a jej się nie zmienia napięcie.Musisz zawsze monitorować temperaturę akumulatora! Chociażby termistorem, ale musisz. Dokładność +-5stC wystarczy - proponuję czujniki typu KTY8x. Ja uzywałem wlasnie KTY82 do tego celu.Poniżej 1V to już tragedia dla baterii. Może wystąpić również polarity reversal - efekt dobrze znany gdy rozładowywuje się aku NiMH do cna. Ten zonk najbardziej daje się we znaki w bateriach wieloogniwowych...

User removed account · Answer

Skoro napięcie może spadać lub maleć - to znaczy, że pomiędzy tymi momentami jest jakaś mała część sekundy, gdzie można założyć, że to napięcie jest stałe. Zdaję sobie sprawę, że za pomocą mojej amatorskiej aparatury pomiarowej trudno monitorować napięcie z dużą częstotliwością oraz dokładnością, więc tego momentu stałości napięcie nie uchwycę. Natomiast jeśli charakterystyka ładowania będzie w moim przypadku wyglądać tak jak ta przedstawiona w pdfie, czyli pod koniec ładowania napięcie sobie lekko skoczy, po czym się zmniejszy, to po prostu uchwyciłbym moment gdy napięcie zaczyna spadać i wtedy przerwał ładowanie. Nie wiem czy sprawdzanie napięcia ma duży sens, bo jeśli wierzyć tej charakterystyce to im bardziej naładowany akumulatorek, tym bardziej to napięcie stałe. Dodatkowo każdy akumulatorek ma nieco inne napięcie naładowania. Na pewno informacja o napięciu może być pomocna, ale to chyba kiepski wyznacznik naładowania. Takie są moje wnioski, jeśli się mylę poprawcie.Wiele prostych ładowarek (w tym moja) nie posiadają czujników temperatury. Czemu więc jest to takie bezwzględnie ważne, że napisałeś to z pogrubieniem ?Ok, termistor wydaje się być dobrym (dobrym bo tanim) rozwiązaniem. Posiadam jeszcze DS18S20, ale jeśli chodzi o porównanie temperatur to chyba wystarczy kilka termistorów.No to nie wiem. Cały czas sprzeczne informacje. W tym pdfie jest charakterystyka rozładowania. 0% bateria osiąga przy 09 czy tam 0.9V. Między innymi na tym forum znalazłem informacje, że krytyczna temperatura to dopiero 0.7V-0.8V

Kcm2h2lz.sdvc;39_d3j · Answer

Jeśli ogniwo, bez obciążenia i po dłuższym spoczynku, posiada napięcie niższe niż znamionowe (1,2V) to niezbyt dobrze świadczy to o jego kondycji. Tym bardziej jeśli to napięcie wynosi mniej niż 0,9V. A jeśli mowa o napięciu pod obciążeniem, to 0,9V jest granicą przy której należałoby już odłączyć obciążenie, bo, jak widać na stosownych charakterystykach, napięcie poniżej tego progu bardzo szybko już spada - ogniwo jest rozładowane i nie posiada ładunku. Oczywiście te przyjęte 0,9V to tylko przybliżenie dla pewnego obciążenia i pewnej temperatury pracy. Dla większych obciążeń i niskich temperatur (np. poniżej 0 st.C) to umowne napięcie odcięcia może wynieść nawet 0,7V.

Co do metod wykrywania momentu zakończenia ładowania szybkiego, to powinny się one opierać o badanie pochodnej napięcia po czasie ORAZ o badanie temperatury. Przy końcu ładowania najpierw występuje charakterystyczne podbicie napięcia i jego szybkie obniżenie, a krótko później odnotowuje się szybki wzrost temperatury. Ładowanie powinno zakończyć się po wykryciu tego spadku napięcia, a przed wzrostem temperatury powyżej maksymalnej dopuszczalnej, bodajże 45st C, ale nie pamietam już dokładnie. Kontynuacja ładowania moze zakończyć się katastrofalnie! Ta gwałtownie rosnąca temperatura jest bowiem oznaką rosnącego równie gwałtownie ciśnienia wewnątrz ogniwa. Ujemny przyrost napięcia z reguły wykrywany jest prawidłowo tylko dla prądów ładowania powyżej 0,3 C. Czyli jeśli masz zamiar ładować ogniwa niższymi prądami, to powinieneś zastosować raczej ograniczenie czasowe ładowania i pomiar temperatury, niż wykrywanie -dV/dt.

_jta_ · Answer

Jeśli ładowanie nie musi być szybkie, to wystarczy ograniczyć: napięcie, prąd, czas ładowania (wszystkie trzy) - z tego napięcie powinno być ograniczane dość precyzyjnie, nie więcej, niż 1.45V. Przy szybszym jest ryzyko nadmiernego nagrzania i trzeba ograniczać temperaturę, jakkolwiek zwykle szybkie ładowarki obywają się bez tego, wykrywają spadek napięcia.

Akumulator głęboko rozładowany ma dużą oporność wewnętrzną - przy ograniczaniu napięcia ona będzie ograniczać prąd bardziej, niż ograniczenie prądu w ładowarce - w ten sposób uzyskasz ładowanie wstępne zmniejszonym prądem. A pod koniec ładowania prąd też zmaleje, bo SEM akumulatora zbliży się do ograniczenia napięcia.

Przy rozładowaniu baterii akumulatorków zwykle jeden rozładowuje się pierwszy i kiedy napięcie na baterii jest 1.1V na ogniwo, na większości akumulatorków jest 1.2V, a na jednym 0.8 (jeśli są 4) - to już jest szkodliwe, im wyższe napięcie końcowe, tym większa trwałość, i zależność jest eksponencjalna - widziałem wykres zależności trwałości od minimalnego napięcia, różnica o parę dziesiątych V zmienia trwałość dziesiątki razy, przy chyba 1.1V na każdym ogniwie sięgała 5000 cykli - niestety w praktyce trudno uniknąć niższego napięcia przy rozładowaniu.

A jak chcesz coś bardziej zaawansowanego: co minutę na kilka sekund przerywasz przepływ prądu i potem mierzysz napięcie; do zmierzonej wartości dodajesz jakąś stałą wartość (powiedzmy 0.1V dla jednego akumulatorka) i takiego napięcia nie przekraczasz - ładujesz impulsami np. po 1s, po każdym impulsie krótka przerwa przepływu prądu na pomiar napięcia - jeśli przyrost przekroczył te 0.1V, to zmniejszasz prąd np. 2 razy i czekasz, aż napięcie opadnie; jak był poniżej 0.05V, to możesz zwiększyć prąd 2 razy, raczej zacznij od małego prądu. Spodziewam się czegoś takiego: startujesz z napięcia 0.90V, wychodzi ładowanie małym prądem (bo przy większym po 1 sekundzie będzie np. 1.15V i będziesz czekał, aż spadnie do 1.00V), po minucie jest 1.00V, ale w ciągu kilku sekund spada do 0.93V, więc próg na następną minutę będzie 1.03V... po kilkunastu minutach napięcie dochodzi do 1.20V i oporność wewnętrzna maleje na tyle, że prąd może być większy, może po dalszych kilkunastu dochodzisz do tego, że przyrosty napięcia są małe nawet przy dużym prądzie ładowania. Pytanie, co pod koniec ładowania - czy w trakcie przerwy napięcie będzie szybko opadać? Pewnie będzie potrzebne limitowanie napięcia końcowego, np. do 1.45V.

See also:
24.11.2004 Ładowarka akumulatorków z płynną regulacją - LM 317
23.02.2003 Prostownik do ładowania akumulatorów (auto)

User removed account · Answer

nie wiem zbytnio o czym tu piszesz. Co to jest "bateria akumulatorków", co masz na myśli pisząc "na jednym" albo na większośći ? ja cały czas mówię o ładowaniu jednego ogniwa.Nie czaje. Napierw piszesz o ładowaniu przez minutę i kilka sekund przerwy, a potem o ładowaniu przez sekundę i... kilka milisekund przerwy ?Ok, zrozumiałem tyle, że mam przyłożyć do akumulatorka napięcie większe o np. 0.1V niż napięcie na baterii (napięcie na baterii mam co jakiś czas sprawdzać i dostosowywać do niego to napięcie ładowania). Ponieważ rezystancja baterii będzie się zmniejszać, to prąd będzie płynął coraz większy,ale ten duży prąd nie będzie dla baterii szkodliwy, o ile napięcie ładowania nie będzie mocno przekraczać napięcia baterii. Inaczej mówiąc, jeśli rezystancja baterii jest mała - to baterię mogę ładować większym prądem. Dobrze rozumiem ?Jeśli użyję tranzystora bipolarnego, który mogę traktować jako sterowalne źródło prądowe, to w tym przypadku po prostu mogę zmieniać prąd w taki sposób, by napięcie ładowania było większe o 0.1V od napięcia na baterii, tak ?I jeszcze dodatkowego pytanie. Na bateriach jest podana pojemność baterii w AmperoGodzinach.W jaki sposób mogę zmierzyć rzeczywistą pojemność ? Tzn.... domyślam się, że gdybym katował akumulator do 0.5V, to otrzymam nieco więcej Ah, niż gdybym rozładował ją do 0.9V. Dodatkowo, pewnie więcej Ah wyciągnę przy rozładowywaniu prądem 20mA, a mniej przy prądzie 1A. Czy są jakieś "zunifikowane" zasady mierzenia pojemności aku ? No bo na każdym aku jest napisane jaką ma pojemność - lepsze aku mają po 2500mAh, gorsze mają napisane nawet 5Ah. I nie wiem, czy te 5Ah to taka liczba z kosmosu wzięta, czy może faktycznie w jakichś warunkach tyle prądu może taki aku dać ?W ramach zabawy/nauki chciałbym zrobić również rozładowywarkę z regulacją prądu rozładowania oraz mierzeniem czasu rozładowania (co razem mi da pojemność baterii w Ah)

_jta_ · Answer

Ładujesz jedno ogniwo, a jak używasz? Chyba, że chcesz ładować i rozładowywać tylko po to, by poobserwować, co się dzieje. Jak coś zasilasz, to rzadko jednym akumulatorkiem; wyjątkowo szkodliwa bywa latarka z żarówką zasilana kilkoma akumulatorkami połączonymi szeregowo - łatwo nawet o przebiegunowanie...

Ładowanie: seria impulsów, np. po 1 sekundzie, trwająca minutę, ale po każdym sprawdzenie, czy napięcie nie wzrosło nadmiernie (wtedy z następnym impulsem trzeba zaczekać, aż opadnie, i zmniejszyć prąd); po serii odczekać, zmierzyć napięcie i przyjąć je jako nowe napięcie początkowe, względem którego liczysz ograniczenie napięcia.

Im mniejsza oporność akumulatora, tym większym prądem można go ładować - dopóki nie doszedłeś do napięcia, przy którym następuje elektroliza (około 1.45V), to tylko nadwyżka napięcia ładowania nad SEM akumulatora pomnożona przez prąd ładowania daje wkład do mocy, która może zamieniać się w ciepło, więc nawet przy sporym prądzie tego ciepła będzie niewiele (np. przy nadwyżce 0.1V i 300mA w ciepło zamienia się 30mW); sytuacja zmienia się, kiedy akumulator jest naładowany i zaczyna się gazowanie - współczesne akumulatory mają wewnętrzną rekombinację gazów, ale z wydzielaniem ciepła, i cała moc pakowana w akumulator zamienia się w ciepło - jest go kilkanaście razy wiecej.

Można ładować nie-impulsowo, ale wtedy jest problem z określeniem napięcia akumulatora, bo do niego dodaje się spadek napięcia na stykach i przewodach - jak kupiłem pojemnik na baterie R6 (AA) i zmierzyłem oporność styków, to okazało się, że jest około 1R! To przy 300mA zwiększa napięcie o 0.3V, i jak tu zmierzyć napięcie na akumulatorze? Ale można np. ładować bez filtrowania (i bez kondensatora w zasilaniu) i mierzyć, kiedy prąd nie płynie.

Akumulator NiCd, czy NiMH prawie cały ładunek oddaje przy napięciu powyżej 1.2V - chyba, że długo leżał, wtedy występuje zjawisko "leniwego akumulatora" (obniżenie napięcia przy rozładowaniu), często mylnie brane za efekt pamięci. A przy napięciach około 1V i niższych ładunku jest bardzo mało - rzędu 0.1%.

See also:
24.11.2004 Ładowarka akumulatorków z płynną regulacją - LM 317
23.02.2003 Prostownik do ładowania akumulatorów (auto)

zig_priv · Answer

Witam kolegów, widzę że światem bezwzględnie zawładnęły ekologiczne litowe ogniwa, ale tak jak przy winylowych płytach trzyma się "kilku" zwolenników, tak i przy ogniwach kadmowych pewnie kilku by się znalazło. Ale do rzeczy: stałem się szczęśliwym posiadaczem kilku ładowarek do baterii NiMh 24V ( Panasonic , Yamaha, Sanyo, no-name ) i widzę w nich niesamowicie rozbudowane układy, po kilka scalaków, tyrystory, tranzystory bipolarne etc etc. Oczywiście do schematów ni jak się nie można dokopać ale szczególnie zastanowiła mnie ładowarka Yamaha w której proces ładowania jest "powolną" piłą. Niestety nie mam sprawnego oscyloskopu aby to Wam pokazać, ale na woltomierzu analogowym to bardzo fajnie widać. Czy ktoś z szanownego grona miał do czynienia z takim procesem? Będę wdzięczny za pomoc gdyż zamierzam zbudować ładowarkę opartą na tyrystorach właśnie sterowanych przebiegiem piłokształtnym z odcięciem po uzyskaniu napięcia 20x 1,43V. Oczywiście rygor temperatury będzie przestrzegany ale niestety całkować przyrostu temp nie będę. Zatem wdzięczny będę za wszelką wymianę doświadczeń gdyż o ile statystyki przewidują dla ogniw NiMh czas życia ok 300-500 pełnych cykli, to jak wytłumaczyć, że moja bateria w rowerze od roku 2007 jeszcze dycha tzn ok połowę pojemności trzyma?

See also:
05.03.2015 Wzmacniacz UNITRA WSH-303 - Jeden kanał buczy bez względu na poziom głośności.

Jawi_P · Answer

Na czym polega ich ekologiczność? Dodano po 2 [minuty]: Ogniwa wysokoprądowe, oparte na licie są stosunkowo nowe. Jeszcze kilka lat temu Ni-Cd królowały wszędzie tam, gdzie musiały znosić duże udary prądowe, ba, nadal są używane.

zig_priv · Answer

Co by nadto się nie wymądrzać polecam : http://www.akademiaodpadowa.pl/599,a,19-recykling-baterii-i-akumulatorow.htm. Jak widać , że jeśli nie wiadomo o co chodzi , to pewnie chodzi o kasę tzn przepis ustalono a realizacja recyclingu możliwa jest tylko w placówkach posiadających odpowiednią technologię . Powiem tak: gdy słońce mocno świeci i na dachu mam do przykręcenia kilkaset blacho-wkrętów , to nie mam ochoty co chwilę spoglądać na wskaźnik naładowania akumulatora Li-ion . A mój 8 letni DeWalt (14,4V NiCd ) daje mi znać o tym , że trzeba go podładować tym , że kręci wolniej - tyle w kwestii relacji teoraia-praktyka .

Dodano po 1 [minuty]:

Wracając jednak do meritum: czy ktoś z Panów miał kiedyś przed sobą jakieś materiały w kwestii ładowania NiMh przebiegami piłokształtnymi ?

See also:
05.03.2015 Wzmacniacz UNITRA WSH-303 - Jeden kanał buczy bez względu na poziom głośności.

Jawi_P · Answer

Nie wiem jak MI-NH, ale były kiedyś "modne" regeneratory-ladowarki służące do ładowania baterii suchych. Typowych rozmiarów 'paluszków".Tam stosowano właśnie ładowanie impulsowe, impulsami w kształcie piły. W dwóch numerach nieistniejącego już w Polsce magazynu "Elektr Elektronik" z roku 1996/97 chyba, był dość wyczerpujący artykuł o tej metodzie ładowania i przy okazji schemat i opis takiej właśnie ładowarki. Były też wyniki testów i ogniw, i ładowarki i sposobu ładowania. Wynikało z nich jasno, że kształt impulsów ładowania, nie miał żadnego wpływu na trwałość i skuteczność ładowania. Warto natomiast poszukać w sieci materiałów nt firmy "Galaxy Power", która kiedyś opracowywała metody ładowania dla wojska i nie tylko. Ich kontrolery to seria ICS1700x. Firma już chyba nie istnieje, albo ktoś ja kupił. Oni z kolei stosowali impuls "rozładowywujący" pomiędzy impulsami ładowania jak dobrze pamiętam. Taka też teoria się utrzymuje dla techniki "ładowania" ogniw suchych, które można nawet do kilku razy zregenerować jak się okazuje. Choć nie wszystkie, zależy od producenta i prądu rozładowania.

zig_priv · Answer

Być może to było taj jak napisałeś tj RE rok 96/97. Jak pamiętam , że o tych impulsach rozładowujących Telefunken gdzieś napisał , ale niestety nie mogę tego odnaleźć. Tylko że moja Yamaha "piłuje" tylko w plusie

See also:
05.03.2015 Wzmacniacz UNITRA WSH-303 - Jeden kanał buczy bez względu na poziom głośności.

Jawi_P · Answer

Ja pisałem o "Elektor Elektronik" i tam było porównanie przebiegu piłokształtnego do zwykłego ładowania stałym prądem/napięciem. Tyle, że skupienie było na innych ogniwach, nie na MI-NH.

zig_priv · Answer

Szczerze mówiąc nawet o takim czasopiśmie nie słyszałem . Ale wracając do meritum : myślę że ta Yamaha stosuje tę "piłę" aby łatwiej zdekodować punkt naładowania ogniw NiMh , które podobno są dość kłopotliwe do wyłapania z racji małych napięć ?

See also:
05.03.2015 Wzmacniacz UNITRA WSH-303 - Jeden kanał buczy bez względu na poziom głośności.

januszjh · Answer

Nie widziałem ładowarek z ograniczeniem napięcia do 1,45V, a szkoda, bo -dV często jest zawodne i dochodzi do przeładowania i osiągania napięć 1,5V lub ładunku 150% pojemności. A najlepszy sposób wg mnie, to ładowanie do określonego napięcia - max 1,42...1,45V i koniec ładowania. Jeśli to napięcie szybko się pojawi, oznacza to ze ogniwo już jest uszkodzone lub ładujemy za dużym prądem.

_jta_ · Answer

Mam taką ładowarkę, ale nie pamiętam, gdzie - konstrukcja jest dość prymitywna, każdy akumulatorek jest ładowany przez opornik dobrany tak, by średni prąd był około 100mA, i równolegle do akumulatorka są dwie szeregowo połączone diody 1N4001 - w sumie mają napięcie przewodzenia 1.46V.

See also:
24.11.2004 Ładowarka akumulatorków z płynną regulacją - LM 317
23.02.2003 Prostownik do ładowania akumulatorów (auto)

Jawi_P · Answer

Jedne z pierwszych ładowarek produkowanych komercyjnie właśnie tak były zbudowane. Któraś polska ładowarka z lat 80-90 taka miała budowę.Taki balancer o najprostszej postaci. Do dziś korzystam przy ładowaniu pakietów Ni-Cd 3,6V.

januszjh · Answer

Do akumulatorów Ni-Cd to dobre rozwiązanie bo te aku dobrze znoszą przeładowanie małym prądem i można ładować buforowo, ale Ni-MH już nie. Niestety na diodach prostowniczych nie ma dużej precyzji stabilizacji napięcia. Od 2011 używam ładowarki Technoline BC700. Obecie tak to wygląda, że obserwuję napięcie. Napięcie do 1,41V wzrasta powoli a potem szybko. Przy 1,42..1,45V kończe ładowanie, bo niewiele to daje oprócz przegrzewania akumulatorków, a latem szczególnie. Używałem też innych ładowarek Ever Active, Opus i tam występują wyższe napięcia przy tym samym poziomie naładowania. Pewnie wynika to z innych przebiegolów impulsów ładowania.

zig_priv · Answer

Szanowni koledzy , z ładowaniem myślę , że jakoś sobie można poradzić bo nawet scalaczki do budowy ładowarek łatwo można nabyć . Stoję teraz przed wyzwaniem jak dobrać z kilkudziesięciu ogniw te , które zachowują się podobnie pod względem wydajności prądowej. Mam zrobić baterię 20S z ogniw NiMH . Ogniwa są o pojemności 9 Ah. Naładowałem ogniwa pojedynczo wykorzystując Refresh. Zmierzyłem pojemność każdej przy prądzie rozładowania 700mA. Pojemności mają rozrzut +/- 0,5 Ah . Niestety niektóre z nich podczas rozładowywania prądem 5A osiągały napięcie min już po kilkunastu minutach a niektóre dopiero po upływie ponad godziny. Czy któryś z Kolegów ma pomysł jak bez tego strasznie długiego procesu ładowania / rozładowania określić "przystawalność " ogniw ? Będę wdzięczny gdyż rozrywanie zgrzanych ogniw w baterii roweru jest strasznie uciążliwe.

See also:
05.03.2015 Wzmacniacz UNITRA WSH-303 - Jeden kanał buczy bez względu na poziom głośności.

RitterX · Answer

Krytycznym parametrem, na który rzadko zwraca się uwagę w ładowarkach uniwersalnych jest temperatura ogniw. W scalonych pakietach zwykle występuje termistor jako zabezpieczenie. Nawet gdyby zawiodła metoda wykrycia naładowania oparta o gradient w czasie napięcia na ogniwach przy ustalonym prądzie to nawet nie najlepsze połączenie mechaniczne ogniwo-czujnik temperatury spowoduje przekroczenie temperatury, zwykle 34C i to powinno kończyć proces ładowania. Podobnie jest przy ogniwach LiPo. Póki elektrolit w ogniwie jest w stanie ciekłym lub zbliżonym temperatura będzie kluczowym problemem zarówno w czasie ładowania jak i intensywnego rozładowania.

To po części odpowiedź na powyższe pytanie. Wybierz ogniwa, które w czasie rozładowywania mają najniższą temperaturę. Te, które w pakiecie grzeją się najbardziej szybko staną się szmelcem. Tu nie tylko chodzi o rezystancję wewnętrzną choć i to ma znaczenie w pierwszej kolejności. Wady dynamicznego obciążenia ogniw np. problemy z membraną będą skutkowały wyższą temperaturą rozładowywanego ogniwa ustalonym prądem.
Obciąż na kilka minut ogniwo i mierz temperaturę. Te, na których temperatura wzrośnie najszybciej uznaj za potencjalnie wadliwe do dokładniejszego przeglądu i tyle. Zapewne podobne wyniki da pomiar szybkości spadku napięcia na ogniwie. Bezinwazyjnie tego zrobić się nie da.

Jawi_P · Answer

Zdecyduj się Szybciej to można zweryfikować poprzez pomiar rezystancji wew.

zig_priv · Answer

Nawet gdyby zawiodła metoda wykrycia naładowania oparta o gradient w czasie napięcia na ogniwach przy ustalonym prądzie to nawet nie najlepsze połączenie mechaniczne ogniwo-czujnik temperatury spowoduje przekroczenie temperatury, zwykle 34C i to powinno kończyć proces ładowania.

Bardzo dziękuję , wprawdzie moja ładowarka ma tylko 3 termistory do kontroli temperatury ale jak widzę w samochodach temperaturę monitoruje się na co drugim ogniwie i to chyba raczej z oszczędności bo i tak najczęściej padają te skrajne i środkowe - i o ile można by się zgodzić , że w srodku jest najcieplej to dlaczego pod samym wentylatorem padają.
Nie mniej jednak temat ciekawy z tym , że w trakcie rozładowywania 5A ogniwa nie nagrzewały się tak intensywnie jak przy ładowaniu 1,6A .

Dodano po 4 [minuty]:

Jawi_P wrote:
Szybciej to można zweryfikować poprzez pomiar rezystancji wew.

Niestety Rw w trakcie rozładowywania dla ogniw NiMH w zależności od prądu rozładowania jest bardzo różne ( przynajmniej w moich miernikach ) a porównywalne dla tego samego typu ogniw.
Dla 5A mamy Rw zupełnie inne i dla 0,5A a przy tym i napięcia są cały czas spadajace.

See also:
05.03.2015 Wzmacniacz UNITRA WSH-303 - Jeden kanał buczy bez względu na poziom głośności.

_jta_ · Answer

w trakcie rozładowywania 5A ogniwa nie nagrzewały się tak intensywnie jak przy ładowaniu 1,6ANagrzewanie się w trakcie rozładowania wynika ze strat na oporności wewnętrznej (może jeszcze różnicy napięcia reakcji ładowania i rozładowania); podczas ładowania, kiedy akumulator nie może już przyjąć więcej energii, zamienia się ona w ciepło (o ile nie zawiedzie mechanizm rekombinacji, który powoduje, że wodór i tlen wytworzone poprzez elektrolizę łączą się dając wodę, bo wtedy albo te gazy uciekają, przez co ubywa wody z elektrolitu, albo rozrywają ogniwo), i jest tego przy podobnym prądzie z 5 razy więcej).

zig_priv · Answer

zatem najbezpieczniejsza metoda to dT - ale z uwagi na precyzję pomiaru temp bardzo kosztowna
W ładowarce Sanyo mam pod każdym ogniwem termistor i producent wlasnie dT oznaczył tę ładowarkę - ale może dlatego , że traktuje akumulatorki wielkimi impulsami bo do zasilania tej ładowarki dla dwóch AA zastosował zasilacz 4,7A

Dodano po 6 [minuty]:

_jta_ wrote:
bo wtedy albo te gazy uciekają, przez co ubywa wody z elektrolitu,

a drążąc temat dalej : czy istnieje jakaś metoda "reanimacji" ogniw . Rozumiem , iż przez zaworek bezpieczeństwa gazy ulatniają się - ale czy nie ma metody obejścia tych zaworków ?
Pytam ze zwykłej ciekawości bo zdegenerowanych ogniw jest coraz więcej a jak widzę producenci aut robią wszystko aby całe zestawy wymieniać .

See also:
05.03.2015 Wzmacniacz UNITRA WSH-303 - Jeden kanał buczy bez względu na poziom głośności.

_jta_ · Answer

Bo ja wiem... kiedyś opisałem koncepcję wykrywanie różnicy temperatur układem z dwóch tranzystorów (napięcie baza-emiter zmienia się o około 2mV/°C) - a to jest groszowy koszt i ponoć działało (ktoś spróbował). Tyle, że to wymaga odpowiedniej konstrukcji ładowarki pod względem przepływu ciepła. Przy swobodnym przepływie powietrza można oczekiwać wzrostu temperatury o 1°C na 100mA prądu ładowania - pożądana byłaby izolacja cieplna.

Zestaw z ogniw o różniących się parametrach powyżej pewnej wartości różnicy (niestety nie umiem określić, jakiej) dość szybko wysiada.

Ogniwa na ogół mają konstrukcję, która umożliwia rekombinację (ponowne połączenie) gazów - jeśli jest za mało skuteczna, to albo nadmiar gazów ucieka przez zaworek, albo ciśnienie gazów rozrywa ogniwo - co tu widzisz do obchodzenia?

See also:
24.11.2004 Ładowarka akumulatorków z płynną regulacją - LM 317
23.02.2003 Prostownik do ładowania akumulatorów (auto)

zig_priv · Answer

sam czujnik to jeszcze nie koszt , setki metrów przewodów ( ponad 200 ogniw ) kompensacja spadków napięć , komparatory i nade wszystko wrażliwość złącz p-n na temperaturę o której Pa wspomniał - to wydają się być kosztami . I chyba z NiMH odsetek uszkodzeń nie jest tak znaczący jak w przypadku Li-ion gdzie oprócz temperatur progi bezpiecznych napięć są dużo bardziej restrykcyjne. Reasumując mamy do przetestowania metodę kontroli temp. podczas ładowania celem doboru jak najbardziej zbliżonych do siebie ogniw - raz jeszcze dziekuję.

Dodano po 6 [minuty]:

_jta_ wrote:
nadmiar gazów ucieka przez zaworek

...tak sobie wyorażałem , że może jakaś mieszanka gazów jest w stanie "wniknąć " do środka przez zaworek zwrotny tj gdy może uda się podciśnienie wytworzyć w ogniwie - wiem , że to SF ale przy tych milionach szt produkowanych / utylizowanych ........? Pamietam , że mój tata do Centry w Poznaniu sprzedał patent odcinania górnej płyty akumulatorów rolniczych celem ew. napraw ( wymiana oberwanych płyt ) - wię może i komuś uda się coś wcisnąć do środka do litówek

pozdrawiam serdecznie

See also:
05.03.2015 Wzmacniacz UNITRA WSH-303 - Jeden kanał buczy bez względu na poziom głośności.