تلقيت مؤخرًا مجموعة من بطاريات هيدريد النيكل والمعدن القابلة لإعادة الشحن (NiMH) لمفك البراغي 14.4 فولت ، 2.6 أمبير من بوش. كانت البطاريات في الواقع ذات سعة صغيرة ، على الرغم من أنها كانت تعمل تحت الحمل فقط لفترة قصيرة ولديها عدد قليل من دورات التفريغ (العمل) - الشحن. لهذا السبب ، قررت تفكيك البطاريات ، وإجراء قياسات كل عنصر على حدة لتحديد الخصائص والاسترداد المحتمل ، واستخدام العناصر "الباقية" في محلية الصنع تتطلب انتاج تيار كبير في وقت قصير. يتم وصف هذا العمل على مراحل في الملاحظة "جهاز تفريغ البطارية التلقائي».
بعد تفكيك البطارية
تم إجراء تفريغ تحضيري للعناصر الموجودة على الجهاز المحدد ، مع التحكم في الحد الأدنى من الجهد المتبقي 0.9 ... 1.0 فولت ، لاستبعاد التفريغ العميق. بعد ذلك ، كان مطلوبًا شاحنًا بسيطًا وموثوقًا لشحنها بالكامل.
متطلبات الشاحن
توصي الشركات المصنعة لبطاريات NiMH بإجراء شحن بقيمة الحالية في نطاق 0.75-1.0 درجة مئوية. في ظل هذه الظروف ، تكون كفاءة عملية الشحن ، معظم الدورة ، عالية قدر الإمكان. ولكن بحلول نهاية عملية الشحن ، تنخفض الكفاءة بشكل حاد وتتحول الطاقة إلى توليد الحرارة. داخل العنصر ، ترتفع درجة الحرارة والضغط بشكل حاد. تحتوي البطاريات على صمام للطوارئ يمكن فتحه عند زيادة الضغط. في هذه الحالة ، ستفقد خصائص البطارية بشكل لا رجعة فيه. نعم ، ودرجة الحرارة نفسها لها تأثير سلبي على هيكل أقطاب البطارية.
لهذا السبب ، بالنسبة لبطاريات هيدريد النيكل والمعدن ، من المهم جدًا مراقبة أوضاع البطارية وحالتها عند الشحن ، لحظة انتهاء عملية الشحن ، لمنع الشحن الزائد أو تدمير البطارية.
كما هو موضح ، في نهاية عملية شحن بطارية NiMH ، تبدأ درجة حرارتها في الارتفاع. هذه هي المعلمة الرئيسية لإيقاف الشحن. عادة ، تؤخذ زيادة درجة الحرارة بأكثر من درجة واحدة في الدقيقة كمعيار لإنهاء الشحن. ولكن في التيارات منخفضة الشحنة (أقل من 0.5 درجة مئوية) ، عندما ترتفع درجة الحرارة ببطء كاف ، يصعب اكتشافها. يمكن استخدام قيمة درجة حرارة مطلقة لذلك. تؤخذ هذه القيمة 45-50 درجة مئوية. في هذه الحالة ، يجب قطع الشحنة وتجديدها (إذا لزم الأمر) بعد تبريد العنصر.
من الضروري أيضًا تعيين حد زمني للشحن. يمكن حسابها بسعة البطارية ، ومقدار تيار الشحن وكفاءة العملية ، بالإضافة إلى 5-10 في المائة. في هذه الحالة ، في درجة حرارة التشغيل العادية ، يتم إيقاف تشغيل الشاحن في الوقت المحدد.
مع التفريغ العميق لبطارية NiMH (أقل من 0.8 فولت) ، يتم ضبط تيار الشحن مبدئيًا عند 0.1 ... 0.3C. هذه المرحلة محدودة الوقت وتستغرق حوالي 30 دقيقة. إذا كانت البطارية خلال هذا الوقت لا تستعيد الجهد 0.9 ... 1.0 فولت ، فإن الخلية غير واعدة. في الحالة الإيجابية ، يتم إجراء الشحن بتيار متزايد في نطاق 0.5-1.0 درجة مئوية.
ومع ذلك ، حول شحن البطارية فائق السرعة. من المعروف أنه عند شحن ما يصل إلى 70٪ من سعتها ، تتمتع بطارية هيدريد النيكل والمعدن بكفاءة شحن تصل إلى 100٪. لذلك ، في هذه المرحلة ، من الممكن زيادة التيار لتسريع مروره. تقتصر التيارات في مثل هذه الحالات على 10 درجات مئوية. يمكن أن يؤدي التيار العالي بسهولة إلى ارتفاع درجة حرارة البطارية وتدمير بنية أقطابها. لذلك ، يوصى باستخدام شحنة فائقة السرعة فقط مع المراقبة المستمرة لعملية الشحن.
عملية تصنيع الشاحن لبطارية NiMH استعرض أدناه.
1. إنشاء بيانات خط الأساس.
- شحن الخلية بقيمة تيار ثابت 0.5 ... 1.0C للسعة المقدرة.
- تيار الخرج (قابل للتعديل) - 20 ... 400 (800) أمبير.
- استقرار تيار الخرج.
- جهد الخرج 1.3 ... 1.8 فولت.
- جهد الدخل - 9 ... 12 فولت.
- تيار الإدخال - 400 (1000) أمبير.
2. كمصدر طاقة للذاكرة ، نختار محول محمول 220/9 فولت ، 400 مللي أمبير. من الممكن الاستعاضة بأخرى أكثر قوة (على سبيل المثال ، 220 / 1.6 ... 12V ، 1000 مللي أمبير). لن تكون هناك حاجة لتغييرات في تصميم الذاكرة.
3. النظر في دائرة الشاحن
أحد متغيرات التصميم لشاحن البطارية هو وحدة التثبيت والحد الحالي وهي مصنوعة من عنصر واحد من مكبر الصوت التشغيلي (OA) والترانزستور المركب القوي n-p-n KT829A. الشاحن يجعل من الممكن ضبط تيار الشحن. يحدث استقرار التيار المحدد عن طريق زيادة أو تقليل جهد الخرج.
عند نقطة تقاطع المقاوم R1 وديود الزينر VD1 ، يتم توليد جهد مرجعي ثابت. تغيير حجم الجهد المأخوذ من مقياس الجهد R2 لمقسم المقاوم عند المدخل غير العكسي لمكبر الصوت التشغيلي (دبوس 3) ، نغير حجم جهد الخرج (دبوس 6) ، وبالتالي التيار من خلال VT1. يحد المقاوم R5 من التيار في دائرة البطارية القابلة لإعادة الشحن. التغيير في انخفاض الجهد عند R5 عندما ينحرف تيار الشحن من خلال التغذية المرتدة (OOS) إلى المدخلات العكسية لمضخم المرجع (pin 2) ، يصحح ويستقر تيار الخرج للشاحن. سوف يكون تيار R2 المثبت ثابتًا حتى نهاية شحن هذه البطاريات واللاحقة من نفس النوع.
تعد دائرة الموازن الحالية متعددة الاستخدامات للغاية ويمكن استخدامها للحد من التيار في تصميمات مختلفة. من السهل تكرار الدائرة ، وتتكون من مكونات راديو بسيطة ومعقولة التكلفة ، وعند تثبيتها بشكل صحيح ، تبدأ في العمل على الفور.
ميزة هذه الدائرة هي القدرة على استخدام مضخمات تشغيلية متاحة بجهد إمداد بجهد 12 فولت ، على سبيل المثال ، K140UD6 ، K140UD608 ، K140UD12 ، K140UD1208 ، LM358 ، LM324 ، TL071 / 081. الترانزستور KT829A هو عنصر الطاقة الرئيسي ويمر كل التيار من خلاله ، وبالتالي يتم تثبيته بالضرورة على المشتت الحراري. يتم تحديد اختيار الترانزستور من خلال مجموعة الشحن المطلوبة لشحن البطارية.
4. حدد السكن للشاحن. سيحدد شكل وتصميم وظروف إزالة الحرارة ومظهر الذاكرة. في هذه الحالة ، يمكن اختيار هباء الألومنيوم. نزيل الجزء العلوي منها.
5. نقطع من لوحة التركيب العامة جزءًا مساوًا للعرض للقطر الداخلي للأسطوانة. من الأفضل أن يتم شد دخول اللوحة إلى الأسطوانة ، دون أن يكون ضارًا.
6. نكمل الذاكرة بأجزاء حسب المخطط. حجم الهباء الجوي هو حجم جيد كمقبض الجهد.
7. نقوم بإصلاح الترانزستور على الرادياتير ونقوم بتثبيت الرادياتير على حافة اللوح وفقا للصورة.
8. يؤدي لحام الترانزستور إلى منصات اللوح.
9. لحام المقاومة ، والحد من أقصى قدر ممكن من شحن البطارية الحالية. نظرًا لأن تيار الشحن بأكمله يمر عبر المقاوم R5 ، للحصول على أفضل تبريد للمقاوم ، فإنه مستمد من المقاومات الأربعة المتوازية المستخدمة على نطاق واسع (MLT-1) التي تبلغ 22 أوم بقوة 1 واط لكل منها. بالإضافة إلى ذلك ، يتم تثبيت المقاوم 1.8 أوم 5 واط في سلسلة. كانت المقاومة الإجمالية لـ R5 حوالي 7 أوم (متوسط الطاقة 4 واط). تعتمد مقاومة المقاومات ومعداتها على تيار الشحن المخطط له وتوافر قطع الغيار من الشركة المصنعة.
10. تجميع جزء التحكم في الذاكرة على لوحة الدوائر اللوح. نقوم بتوصيل وحدة الطاقة المصنعة للشاحن وتوصيل الحمل - بطارية قابلة للشحن. للتحقق من أوضاع التشغيل والتصحيح ، قم بتوصيل الذاكرة بمصدر طاقة قابل للتعديل. نتحقق من نطاق تعديل تيار الشحن ، إذا لزم الأمر ، نختار قيمة المقاومات R2 و R3.
11. انقل جزء التحكم في الذاكرة إلى الوشاح العامل
ونعلقها بوحدة الطاقة.
12. على اللوحة ، على الجانب ، قم بتثبيت المقبس لتوصيل مصدر طاقة الشاحن (محول أو مصدر طاقة آخر).
13. تثبيت الذاكرة في السكن ، ووضع المبرد في الجزء العلوي (مفتوح).
الحفر المسبق لسلسلة من الثقوب بقطر 6 مم في الجزء الأسطواني السفلي من الغلاف. يكون وضع العمل لمبيت الشاحن عموديًا ، وبالتالي ، على غرار المدخنة ، يتم إنشاء جر طبيعي. يتم تسخين الهواء بواسطة المقاومات ويرتفع الرادياتير من الغلاف العلوي لأعلى ، مما يؤدي إلى البرودة في الفتحات السفلية. تعمل هذه التهوية بشكل فعال ، لأن التسخين الكبير للمبرد مع تشغيل الشاحن لمدة ساعتين و 3 ساعات لا يشعر به تسخين العلبة.
14. يتم تجميع الشاحن مع مجموعة العمل واختبارها تحت الحمل ، شحن كامل عشرات البطاريات. تعمل الذاكرة بشكل مستقر. في الوقت نفسه ، تتم مراقبة وقت الشحن المقدر ، وكذلك درجة حرارة البطارية ، بشكل دوري لتعطيل الشاحن عند القيم الحرجة. يسمح لك استخدام "التماسيح" لتوصيل البطارية بالاتصال بمقياس التحكم في الذاكرة (متعدد) لضبط تيار الشحن. عند شحن العناصر اللاحقة من نفس النوع ، لا يلزم استخدام مقياس التيار الكهربائي.
