Правила зарядки Ni-MH аккумуляторов

Эксплуатация NiMH аккумуляторов

Несколько лет назад на замену NiCd пришли новые NiMH аккумуляторы (далее АКБ). Это была попытка преодоления недостатков никель-кадмиевых АКБ, которые тогда властвовали и повелевали. Главная идея NiMH аккумуляторов была борьба с недостатками NiCd: так называемый «эффект памяти», быстрый и медленный разряд – свойства, которые существенно затрудняли их использование их в модельных целях.

Однако, несмотря на активное освоение модельного рынка АКБ литий-полимерными и литий-феррофосфатными батареями, NiMH всё ещё популярны среди пользователей.

Это объясняется сочетанию неплохих характеристик батарей и их доступной ценой.

NiMH аккумуляторы: типоразмера АА, бортовой аккумулятор для моделей с ДВС, силовой аккумулятор

Все NiMH АКБ, для удобства, можно легко разделить на две основные группы:

• Обычные – то есть такие батареи, которые используются везде, в частности, практически во всех электроприборах и бытовой технике.
• Силовые – то есть те, которые были изобретены специально для использования в качестве источника питания для радиоуправляемых моделей.
• Соответственно, отличаются и их способы обслуживания.

Наработка (число разрядно-зарядных циклов) и срок службы Ni-MH аккумулятора зависит прежде всего от условий их эксплуатации. Наработка также зависит от глубины и скорости разряда, а также от скорости заряда и способа контроля его окончания. Учитывая все вышеописанные факторы, такие аккумуляторы могут обеспечить от 500 до 1000 разрядно-зарядных циклов при глубине разряда 80%. В среднем такие аккумуляторы живут от 3 до 5 лет, правда это правило не действует для модельных АКБ- для них это время существенно меньше.

Как мы уже говорили, если сравнить NiMH с NiCd аккумуляторами, то первые, конечно в меньшей степени, но все-таки обладают «эффектом памяти». Проще говоря, аккумулятор «привыкает» отдавать в процессе разряда ту емкость, которую он получил при последних зарядах. Если заряжать полуразряженный аккумулятор, просто «добивая» его до максимума, то со временем такой аккумулятор начнет отдавать только эту половину, теряя свою емкость.

Учитывая возможность «эффекта памяти», обычно, для продления жизни никелевых аккумуляторов используют циклирование. Он заключается в том, что аккумулятор полностью разряжают, а затем полностью заряжают. Это необходимо делать хотя бы раз в месяц. Благодаря циклированию, например, в случае если аккумулятор уже достаточно постарел и имеет уменьшенную емкость из-за эффекта памяти, то его характеристики можно легко реанимировать в пределах 10-20%. Для этого достаточно будет сделать всего 3 цикла. Стоит отметить, что все последующие попытки, обычно, уже не дают желаемого эффекта.

Есть два основных параметра при разряде: ток разряда и напряжение, до которого следует разряжать аккумулятор. С током ситуация довольно проста и понятна: чем меньше ток разряда, тем полнее разряд и эффективнее процесс – ток 0.1А будет правильным выбором.

С напряжением, до которого нужно разряжать аккумулятор, ситуация обстоит немного посложнее. Смысл всего этого состоит в том, чтобы не допустить полного разряда хотя бы одной банки, находящейся в батарее.

Для того, что бы было понятнее, приведем простой пример: у вас есть последовательная батарея, состоящая из 4 банок, причем одна из банок имеет несколько меньшую емкость. При разряде эта банка первая разрядится, и напряжение на ней начнет падать и, в конце- концов, упадет до нуля. На остальных банках в это время напряжение будет номинальным. Если вы в этот момент не остановите процесс разряда батареи, то по банке, на которой нулевое напряжение, ток будет всё также протекать от других батарей, перезаряжая ее, соответственно, в обратной полярности. Для «самого слабого звена» батареи такой процесс является губительным.

Перед хранением NiMH батареи, обязательно разрядите ее, как это было описано выше, а затем опять зарядите. Если вы планируете не использовать аккумулятор более недели, то рекомендуем вам зарядить его примерно на 30-50% перед хранением. Если предполагается не использовать его примерно месяц, то зарядите аккумулятор полностью. Соответственно, если вы берете NiMH батарею после хранения, то перед использованием полностью разрядите ее, а затем снова полностью зарядите. NiMH аккумулятор, который долго не использовался, все-таки требует некоторой тренировки перед тем, как будет снова обеспечивать полную емкость и отдачу.

Если же вы разрядите остаточный заряд в батареях, перед тем как зарядите их, это существенно поможет им лучше работать при первом запуске после длительного хранения. Просто разрядите батарею, дайте ей немного отдохнуть( примерно час) и затем снова зарядите ее.

Стоит отметить, что среди опытных автомоделистов бытует мнение, что NiMH батареи работают лучше при их использовании более одного раза в день. Не бойтесь использовать батарею 2-3 раза, однако, убедитесь, что дали ей остыть перед следующим зарядом.

Процесс зарядки обоих типов NiMH АКБ немного отличается, однако сходны они в том, что для достижения наилучших результатов вы обязательно должны использовать только зарядные устройства, специально предназначенные для заряда NiMH батарей. Дельта-пик (если вы можете его регулировать) должен быть установлен в 3-5 mV на элемент, если вы не можете установить его настолько точно, тогда 25 mV на 6 элементов и 30 mV на 7 элементов).

Зарядные устройства: простейшее (ночное), специальное ЗУ для NIMH, многофункциональное ЗУ

Помните, что NiMH аккумуляторы очень плохо относятся к перезаряду!

Именно поэтому их нельзя подпитывать слабым током по окончании заряда (режим “trickle charge”). Дешевые зарядные устройства переходят в этот режим автоматически, когда быстрая зарядка закончилась. Поэтому не рекомендуется долго держать батареи в таких зарядных устройствах. Лучше вынуть аккумуляторы сразу после окончания зарядки. Однако, все же лучше использовать более серьезные зарядные устройства, где такая ситуация просто не возможна.

Обычные аккумуляторы (к обычным стоит относить и аккумуляторы бортового питания моделей с ДВС) в большинстве случаев рекомендуется заряжать током 0.1С (где С – ёмкость в А*ч). Более высокие токи заряда, чем указано выше, могут дать только временное улучшение характеристик, и будут сокращать срок службы батарей!

Зарядка модельных силовых NiMH АКБ обычно проводится током от 3 до 5 ампер.Обычно, 5 амперами можно заряжать любые подобные элементы, если конечно нет особых замечаний производителя. Проводить зарядку NiMH рекомендуется в обычном “линейном” режиме, когда ток заряда остается постоянным на протяжении всего процесса. Так называемый “Линейный” режим установлен по умолчанию в большинстве дорогих зарядных устройствах , и является единственным во всех дешевых.

Верхняя граница зарядного тока определяется не только типоисполнением, но и условиями охлаждения конкретного аккумулятора. В процессе заряда NiMh аккумуляторы разогреваются тем сильнее, чем больше зарядный ток. Максимальная допустимая температура при заряде для большинства аккумуляторов составляет 55-60 градусов. Учитывайте и то, что батареи низкого качества нагреваются сильнее.

Силовые NiMH батареи можно “добивать” в зарядном устройстве повторно, за несколько минут до использования. Такое использование позволит максимально полно использовать энергию аккумулятора. Однако, не впадайте в крайности- помните, что NiMH аккумуляторы очень не любят перезаряда. «Добивку» аккумуляторов же рекомендуется проводить только на хороших зарядных устройствах.

Итак, мы рассмотрели типы аккумуляторов, рекомендуемые условия при хранении и зарядке. Надеемся, что наша статья будет вам полезна, особенно, если вы никогда не сталкивались с NiMH аккумуляторами.

В конце хотелось бы резюмировать се вышесказанное и подвести небольшие итоги.

Итак, что бы продлить срок службы NiMH АКБ и более полно сохранить их характеристики, необходимо помнить несколько правил:

1. Используйте качественные зарядные устройства для NiMH АКБ с разрядником!

2. Регулярно полностью разряжайте АКБ.

3. Следите за температурой батареи в процессе зарядки и давайте ей остыть перед повторным использованием.

Ni-MH-аккумуляторы: основные параметры

Современные устройства постепенно вытесняют устаревшие модели, однако Ni-MH-аккумуляторы продолжают применяться до сих пор. Это объясняется доступной ценой и наличием некоторых преимуществ. Такие источники питания часто устанавливаются в роботы-пылесосы. При правильном обслуживании они могут проработать дольше, чем литийионные (Li-ion) батареи.

Что представляет собой Ni-MH-аккумулятор

Этот элемент питания пришел на смену кадмиевым батареям, разработанным в XX в. Конструкция и принцип работы почти не отличаются от характеристик предшественника.

Конструкция никель-металл-гидридной аккумуляторной батареи

Понимание строения и технических характеристик помогает узнать, как работает никелевый элемент питания.

Схема батареи включает такие детали:

• отрицательный электрод, состоящий из металлогидрида;
• положительный электрод, выполненный из оксида никеля;
• электролит – калия гидроксид.

Ni-MH аккумуляторы – конструкция: батарейки и аккумуляторной батареи.

При производстве металлогидридного анода используют фольговую технологию. Пастообразный сплав и связующий компонент наносят на пористый материал. Конструкцию просушивают и прессуют. При производстве катода применяют никелевый порошок, наносимый на решетку из того же металла. При прогревании сетки вещество спекается.

В состав батареек входят также церий, празеодим. Технические характеристики аккумулятора зависят от типа впитывающего водород сплава.

Основные параметры и характеристика

Все NiMH-батареи являются перезаряжаемыми. Существуют элементы питания разных размеров. Некоторые модели сейчас применяются редко, например батарейка “Крона”. Этот источник питания выдавал напряжение 9 В.

Сейчас применяются такие аккумуляторы:

1. Пальчиковые (АА). Емкость достигает 2900 мА/ч.
2. Мизинчиковые (AAA). Помечаются надписью MN2400 или MX2400. Мощность источников питания достигает 1000 мА/ч.
3. Средние (С). От пальчиковых батареек отличаются большими размерами. Емкость достигает 6000 мА/ч.
4. Большие (D). Имеют самую большую мощность – до 11500 мА/ч.

Металлогидридные источники выдают напряжение 1,5 или 1,2 В. При последовательном соединении 10 батареек можно добиться напряжения 15 В.

Как хранить Ni-MH-аккумуляторы

При отправке на хранение аккумуляторы полностью заряжают. После длительного пребывания батареи в нерабочем состоянии нужно проверить ее напряжение. При снижении этого параметра до 1 В элемент разряжают. Пользоваться им можно будет только после восстановления заряда.

Если отказаться от проведения такой процедуры, изделие выйдет из строя.

Некоторые специалисты советуют хранить аккумуляторы в холодильнике. Считается, что это продлевает срок эксплуатации. Температура корпуса батареи не должна принимать отрицательные значения. Учитывают и рекомендуемое время хранения.

Достоинства и недостатки

Пользователи отмечают такие преимущества никель-металлогидридных аккумуляторов:

1. Отсутствие эффекта памяти. Их не нужно полностью разряжать и заряжать, как источники питания старого образца. Однако кадмиевые батарейки не нагреваются при зарядке, поэтому от их применения пока не отказываются. Отсутствие эффекта памяти у никелевых элементов объясняется наличием особого вещества в отрицательном электроде.
2. Безопасность для окружающей среды. В состав батарейки входит меньше вредных веществ, кроме того, они не содержат кадмия.
3. Увеличенная емкость. При тех же размерах никель-металлогидридные аккумуляторы дольше держат заряд.

К отрицательным качествам относят следующие:

1. Небольшой срок службы. Емкость начинает постепенно снижаться после 300 циклов зарядки.
2. Способность к возгоранию. Если устройство, снабженное аккумулятором, постоянно находится подключенным к электросети, батарея может взорваться или воспламениться.
3. Быстрый саморазряд. Применение никелевого сплава позволило снизить этот показатель до значений, свойственных кадмиевым батареям.

Зарядка никель-металлгидридного аккумулятора

Аккумуляторы такого типа заряжают стандартными или быстрыми способами.

Характеристики и рекомендации по методам заряда Ni-MH аккумуляторов.

Капельный тип

Этот способ зарядки не изменяет технические характеристики элемента питания. Процесс не прекращается даже после восстановления мощности. При этом выбирается наименьшая сила тока, это препятствует перегреву и возгоранию. Зарядное устройство для NiMH-аккумуляторов должно выдавать силу, равную 0,05С (С – емкость батареи).

Время зарядки рассчитывается на основании начальной мощности и номинальной емкости.

Быстрая подзарядка

Процесс быстрой зарядки включает такие этапы:

Ускоренная зарядка

На первых стадиях зарядки подают ток силой 10С. Показатель снижают до 1С после достижения уровня заряда в 70%. Длительность первого этапа зависит от степени разряда.

При длительной подаче тока высокой силы батарея легко выходит из строя, поэтому применять ускоренную зарядку можно только при наличии навыков.

Рекомендации по разрядке и зарядке АКБ

Чтобы предотвратить перегрев или перезаряд батареи, выполняют такие рекомендации:

1. Процесс восстановления прекращают при минимальном нагреве корпуса. Температуру контролируют постоянно.
2. Использование метода максимального времени. Время набора заряда высчитывается заранее.
3. Оценка напряжения во время заряда. Изменение этого показателя подскажет, когда нужно прекращать зарядку.
4. Использование автоматических ЗУ. Такой прибор самостоятельно оценивает все параметры и отключается при необходимости.
5. Контроль силы тока. Показатель не должен превышать 1С – это приводит к срабатыванию контроллера, аварийному снижению давления и выходу заряжаемого аккумулятора из строя.

Восстановление никель-металлогидридных источников питания

Для восстановления емкости батарею разряжают до 1В, после чего полностью заряжают. Тренировку проводят 1 раз в месяц. Для зарядки новых АКБ используют ЗУ с функцией разрядки. Подключение потребителей энергии приводит к критической потере заряда.

Автоматическое ЗУ не сможет распознать элемент, подающий напряжение менее 0,9 В – устройство сигнализирует о том, что батарея в гнезде отсутствует.

Правила использования аккумуляторных батарей

При эксплуатации никель-металлогидридных аккумуляторов соблюдают такие рекомендации:

1. При отправке на хранение батарею заряжают до 50% емкости.
2. Не используют зарядные устройства, предназначенные для кадмиевых элементов питания. NiMH-аккумуляторы более чувствительны к повышению температуры и перезаряду.
3. Тренировочные разряды-заряды проводить необязательно. Использование качественного зарядного устройства помогает батарее восстановить емкость за несколько циклов зарядки.
4. После зарядки источник питания оставляют на несколько минут. Нельзя заряжать АКБ при температуре ниже -5 °С и выше +50 °С. Это снижает срок службы изделия.

При частом выполнении дозарядки аккумулятор нужно периодически разряжать и полностью заряжать.

Правила зарядки Ni-MH аккумуляторов

В интернете информации по этому зарядному устройству нет, лишь попадаются редкие ссылки страниц с немецкий аукционов.

Долго не думая, я решил выкупить этот лот и спустя 2 недели у меня в руках была эта зарядка. Цена лота составила 370 рублей и 250 рублей доставка, итого 620 рублей за древнюю немецкую зарядку с неизвестными качествами

Технические характеристики Conrad VC4+1 и возможности

После недолгого наблюдения с мультиметром, а также поисках в интернете, изучения надписей на задней крышке устройства я могу сказать следующее:

– ток зарядки регулируемый от 15 мА до 4000 мА
– два режима заряда “быстрый 85 минут током 1С” и “капельный током 0.1С”
– автоматическая разрядка перед зарядом до 0.9в
– температурный датчик на плюсовом контакте устройства
– автоматическое отключение с последующей поддержкой заряда
– зарядка импульсным током и импульсами
– гнездо для зарядки аккумуляторов типа “крона”
– тип аккумуляторов NiCd и NiMH, размеры от ААА до D size
– предварительная капельная зарядка полностью убитого аккумулятора
– четыре независимых канала

Вот так выглядит оригинальное зарядное устройство, которое я купил на аукционе, очень уж сильно захотелось подержать в руках и попользоваться таким интересным устройством

Насчет отключения по дельте и работы термодатчика я пока не разобрался. Ниже хочу предоставить фотографии плат зарядного устройства

Как видно, сюда уже заглядывала рука с паяльником, судя по всему зарядное устройство было в ремонте. В основном как я понял были просто пропаяны силовые места устройства

Немецкие технологии уже с десяток лет назад были всем доступны и люди пользовались достаточно умными зарядными устройствами. Как видно и схемы это далеко не ночник

Я очень доволен покупкой и считаю, что мне очень повезло. Это очень редкая в России зарядка, очень старая, но имеет функционал, которого вполне достаточно, чтобы поддерживать свои аккумуляторы в идеальном состоянии

Главными плюсами я считаю возможность регулирования тока зарядки от 15 мА до 4000 мА, а также автовыключение через 16ч или 85 минут (отключение по вольтажу или по дельте мною не замечено) и поддержка полного заряда импульсами с частотой 1 в 20 секунд.

Если кто вдруг захочет приобрести себе такое зарядное устройство, попробуйте поискать на немецких интернет аукционах. В Германии эта зарядка довольно была распространена и известна

Интеллектуальное зарядное устройство для NiMH аккумуляторов

Недавно на рынке появились интеллектуальные зарядные устройства для NiMH аккумуляторов фирмы LaCrosse, модели bc-900, BC 1000 и technoline bc-700, а также китайские подделки и пародии. Отличаются такие зарядные устройства как внешне, так и своим принципом работы и естественно функционалом. Цена на интеллектуальные зарядные устройства пока что остается высокой для обычного пользователя – 1500-3000 рублей в зависимости от модели и производителя

Эти приборы обещают выполнить все необходимые меры для того, чтобы NiMH прослужили долго и верно своему владельцу, вот например список возможностей наиболее дорогих и функциональных моделей

ТЕСТ– полный заряд аккумулятора с последующим полным разрядом для определения реальной емкости (индикация на экране), затем полный заряд аккумуляторов
ЗАРЯД – независимый заряд каждого канала выбранным током (200/500/700/1000 mA)
РАЗРЯД – разряд аккумуляторов (настраиваемый) для снижения эффекта памяти
ТРЕНИРОВКА – до 20 циклов заряд/разряд до полного восстановления емкости аккумулятора

Работает со всеми NiCd и NiMH “AA” и “AAA” аккумуляторами
LCD экран показывает информацию по каждой батарее отдельно
Можно заряжать одновременно аккумуляторы размеров “AA” и “AAA”
Определяет испорченные батареи
Защита аккумулятора от перегрева
Возможность выбора мощности тока подзарядки для каждого канала
Автоматическое переключение на подзарядку малым током, когда зарядка завершена, чтобы обеспечить максимальную емкость батареи
Зарядка автоматически начинается током 200мА (оптимально для продления службы батареи)

Как видите, функционал действительно значительно отличается от обычных “ночников”, но встает следующий вопрос – оправдывает ли себя такое умное зарядное устройство ценой в 100 долларов?

Лично я раз уже купил Conrad VC4+1 и полюбил эту зарядку за ее шарм старины и оригинальность, то от покупки LaCrosse теперь я откажусь, о чем в принципе не жалею. Т.к. многим зарядка LaCrosse мне не нравится – например грубым регулированием тока заряда.

В процессе эксплуатации аккумуляторных батарей рекомендуется периодически контролировать их электрическую емкость, измеряемую в ампер-часах (А-ч). Для определения этого параметра необходимо разряжать полностью заряженную батарею стабильным током и фиксировать время, по истечении которого ее напряжение уменьшается до заранее установленного значения. Чтобы оценить состояние аккумуляторной батареи более полно необходимо знать ее емкость при различных значениях тока разрядки

Чтобы измерить емкость своих аккумуляторов, я использую показания вольтметра, который подключен параллельно сопротивлению, которое является нагрузкой на аккумулятор. Сопротивление я выбираю по среднему току потребителя, в котором планируется использовать аккумулятор – это очень важный момент для расчета емкости, так как при разных условиях мощности потребления – способности аккумуляторы сильно разнятся. Таким образом я беру полностью заряжённый аккумулятор, нагружаю его нужным мне током и наблюдаю, когда напряжение на аккумуляторе под нагрузкой снизиться до 1 – 0.9 вольта, далее произвожу расчет умножая ток разряда на время. К примеру аккумулятор разряжался током 500 мА, в течении 2 часов, значит емкость аккумулятора 1000 мА/ч

Буду раз вашим комментариям, хотелось бы услышать отзывы владельцев интеллектуальных зарядных устройств, поделитесь своим опытом их использования, какие у них есть недостатки?