Récemment, j'ai reçu un ensemble de piles rechargeables nickel-hydrure métallique (NiMH) pour le tournevis Bosch 14,4 V, 2,6 Ah. Les batteries avaient en fait une petite capacité, même si elles n'étaient utilisées sous charge que pendant une courte période et avaient un petit nombre de cycles de décharge (travail) - charge. Pour cette raison, j'ai décidé de démonter les batteries, d'effectuer leurs mesures élément par élément pour déterminer les caractéristiques et la récupération possible, utiliser les éléments "survivants" dans d'autres fait maison nécessitant une sortie de courant importante en peu de temps. Ce travail est décrit par étapes dans la note «Dispositif de décharge automatique de batterie».
Après avoir démonté la batterie
Une décharge préparatoire des éléments sur l'appareil spécifié a été effectuée, avec un contrôle de la tension résiduelle minimale de 0,9 ... 1,0 volt, pour exclure une décharge profonde. Ensuite, un chargeur simple et fiable était nécessaire pour les charger complètement.
Exigences relatives au chargeur
Les fabricants de batteries NiMH recommandent d'effectuer une charge avec une valeur actuelle dans la plage de 0,75 à 1,0 ° C. Dans ces conditions, l'efficacité du processus de charge, la plupart du cycle, est aussi élevée que possible. Mais à la fin du processus de charge, le rendement diminue fortement et l'énergie entre dans la production de chaleur. A l'intérieur de l'élément, la température et la pression augmentent fortement. Les batteries ont une soupape d'urgence qui peut s'ouvrir lorsque la pression augmente. Dans ce cas, les propriétés de la batterie seront irrémédiablement perdues. Oui, et la température même a un effet négatif sur la structure des électrodes de la batterie.
Pour cette raison, pour les batteries nickel-hydrure métallique, il est très important de surveiller les modes et l'état de la batterie lors de la charge, au moment où le processus de charge se termine, pour éviter une surcharge ou la destruction de la batterie.
Comme indiqué, à la fin du processus de charge de la batterie NiMH, sa température commence à augmenter. Il s'agit du paramètre principal pour désactiver la charge. Habituellement, une augmentation de température de plus de 1 degré par minute est considérée comme un critère pour la fin de la charge. Mais à de faibles courants de charge (inférieurs à 0,5 ° C), lorsque la température augmente assez lentement, elle est difficile à détecter. Pour cela, une valeur de température absolue peut être utilisée. Cette valeur est prise à 45-50 ° C. Dans ce cas, la charge doit être interrompue et renouvelée (si nécessaire) après refroidissement de l'élément.
Il est également nécessaire de fixer une limite de temps de charge. Il peut être calculé par la capacité de la batterie, la quantité de courant de charge et l'efficacité du processus, plus 5 à 10%. Dans ce cas, à la température normale du processus, le chargeur est éteint à l'heure définie.
Avec une décharge profonde de la batterie NiMH (moins de 0,8 V), le courant de charge est préalablement fixé à 0,1 ... 0,3C. Cette étape est limitée dans le temps et dure environ 30 minutes. Si pendant ce temps, la batterie ne rétablit pas la tension de 0,9 ... 1,0 V, la cellule n'est pas prometteuse. Dans le cas positif, la charge est ensuite effectuée avec un courant accru dans la plage de 0,5 à 1,0 ° C.
Et pourtant, à propos de la charge ultra-rapide de la batterie. Il est connu qu'en chargeant jusqu'à 70% de sa capacité, la batterie nickel-hydrure métallique a une efficacité de charge proche de 100%. Par conséquent, à ce stade, il est possible d'augmenter le courant pour accélérer son passage. Dans ce cas, les courants sont limités à 10C. Un courant élevé peut facilement entraîner une surchauffe de la batterie et la destruction de la structure de ses électrodes. Par conséquent, l'utilisation d'une charge ultrarapide n'est recommandée qu'avec une surveillance constante du processus de charge.
Processus de fabrication du chargeur pour batterie NiMH examinés ci-dessous.
1. Établir des données de référence.
- Charger la cellule avec une valeur de courant constant de 0,5 ... 1,0C à la capacité nominale.
- Courant de sortie (réglable) - 20 ... 400 (800) ma.
- Stabilisation du courant de sortie.
- Tension de sortie 1,3 ... 1,8 V.
- Tension d'entrée - 9 ... 12 V.
- Courant d'entrée - 400 (1000) ma.
2. Comme source d'alimentation pour la mémoire, nous sélectionnons un adaptateur mobile 220/9 volts, 400 ma. Il est possible de le remplacer par un plus puissant (par exemple, 220 / 1,6 ... 12V, 1000 ma). Aucune modification de la conception de la mémoire ne sera nécessaire.
3. Considérez le circuit du chargeur
Une variante de conception du chargeur de batterie est une unité de stabilisation et de limitation de courant et est constituée d'un élément d'un amplificateur opérationnel (OA) et d'un puissant transistor composite n-p-n KT829A. Le chargeur permet de régler le courant de charge. La stabilisation du courant réglé se produit en augmentant ou en diminuant la tension de sortie.
Au point de jonction de la résistance R1 et de la diode Zener VD1, une tension de référence stable est générée. En modifiant l'amplitude de la tension prise par le potentiomètre R2 du diviseur de résistance à l'entrée non inverseuse de l'amplificateur opérationnel (broche 3), nous modifions l'amplitude de la tension de sortie (broche 6), et donc du courant à travers VT1. La résistance R5 limite le courant dans le circuit de la batterie rechargeable. La variation de la chute de tension à R5 lorsque le courant de charge dévie à travers le retour (OOS) vers l'entrée inverseuse de l'ampli-op (broche 2), corrige et stabilise le courant de sortie du chargeur. Le courant R2 installé sera stable jusqu'à la fin de la charge de cette batterie et des batteries suivantes du même type.
Ce circuit stabilisateur de courant est très polyvalent et peut être utilisé pour limiter le courant dans diverses conceptions. Le circuit est facile à répéter, se compose de composants radio simples et abordables et lorsqu'ils sont installés correctement, ils commencent immédiatement à fonctionner.
Une caractéristique de ce circuit est la possibilité d'utiliser les amplificateurs opérationnels disponibles avec une tension d'alimentation de 12V, par exemple, K140UD6, K140UD608, K140UD12, K140UD1208, LM358, LM324, TL071 / 081. Le transistor KT829A est l'élément de puissance principal et tout le courant le traverse, il est donc nécessairement installé sur le dissipateur de chaleur. Le choix du transistor est déterminé par le courant de charge requis réglé pour charger la batterie.
4. Sélectionnez le boîtier du chargeur. Il déterminera la forme, la conception, les conditions d'évacuation de la chaleur et l'apparence de la mémoire. Dans ce cas, une bombe aérosol en aluminium a été sélectionnée. On enlève sa partie supérieure.
5. Nous découpons de la plaque de montage universelle une pièce de largeur égale au diamètre intérieur du cylindre. Il est préférable de serrer, sans tangage, l'entrée de la planche dans le cylindre.
6. Nous complétons la mémoire avec des pièces selon le schéma. Le capuchon aérosol est bien dimensionné comme bouton de potentiomètre.
7. Nous fixons le transistor sur le radiateur et installons le radiateur sur le bord de la carte, selon la photo.
8. Souder le transistor conduit aux plots de la carte.
9. Soudez la résistance en limitant le courant de charge maximum possible de la batterie. Étant donné que l'intégralité du courant de charge traverse la résistance R5, pour le meilleur refroidissement de la résistance, il est tiré des quatre résistances connectées en parallèle (MLT-1) de 22 ohms d'une puissance de 1 W chacune. De plus, une résistance de 1,8 ohm de 5 watts est installée en série. La résistance totale de R5 était d'environ 7 ohms (puissance moyenne 4 watts). La résistance et l'équipement des résistances dépendent du courant de charge prévu et de la disponibilité des pièces du fabricant.
10. Assemblez la partie de contrôle de la mémoire sur une carte de circuit imprimé. Nous connectons l'unité d'alimentation fabriquée du chargeur et connectons la charge - une batterie rechargeable. Pour vérifier les modes de fonctionnement et de débogage, connectez la mémoire à une alimentation électrique réglable. Nous vérifions la plage de réglage du courant de charge, si nécessaire, nous sélectionnons la valeur des résistances R2 et R3.
11. Transférez la partie contrôle de la mémoire sur l'écharpe de travail
et fixez-le à l'unité d'alimentation.
12. Sur la carte, sur le côté, installez la prise pour connecter l'alimentation du chargeur (adaptateur ou autre alimentation).
13. Installez la mémoire dans le boîtier, en plaçant le radiateur dans sa partie supérieure (ouverte).
Pré-percez une série de trous d'un diamètre de 6 mm dans la partie cylindrique inférieure du boîtier. La position de travail du boîtier du chargeur est verticale, donc, comme dans une cheminée, une traction naturelle est créée. L'air chauffé par des résistances et un radiateur monte du boîtier vers le haut, entraînant du froid dans les trous inférieurs. Une telle ventilation fonctionne efficacement, car un chauffage important du radiateur avec un fonctionnement de 2 à 3 heures du chargeur n'est pratiquement pas ressenti par le chauffage du boîtier.
14. Le chargeur est assemblé avec un ensemble de travail et testé sous charge, chargeant complètement une douzaine de batteries. La mémoire fonctionne de manière stable. Dans le même temps, le temps de charge estimé, ainsi que la température de la batterie, sont contrôlés périodiquement pour désactiver le chargeur à des valeurs critiques. L'utilisation de «crocodiles» pour connecter la batterie vous permet de vous connecter à l'ampèremètre de contrôle de la mémoire (multimètre) pour régler le courant de charge. Lors du chargement d'éléments ultérieurs du même type, un ampèremètre n'est pas nécessaire.
