Carga de baterías de NiMH con una fuente de alimentación de banco de laboratorio

Corto:

La carga de un paquete NimH de 7,2 V y 3300 mAh a 300 mA máx. y 8,1 V máx. debería funcionar bien y ser segura y no dañina a temperatura ambiente (digamos, por debajo de 30 C).

Detalle:

Hay un cuarto (al menos) método para cargar celdas NimH.
Es casi equivalente a lo que está haciendo y lo he hecho funcionar bien en varios cientos de miles de luces solares.
No encontrará esto en tantas referencias como los otros métodos.
Lo encontrará implementado, a menudo mal, en cargadores de batería de taladro de muy bajo costo y similares. Las versiones deficientes no limitan la Vmax tan bruscamente como se requiere, lo que lleva a la "cocción" de las células y la muerte prematura.

Esencialmente: establezca Imax en un valor aceptable y limite Vmax a un valor en el que se alcance una carga casi completa pero en el que la celda consumirá una corriente mínima o nula.

Dependiendo de la tasa de carga, la temperatura de la celda y el modelo de la celda utilizada, hay una Vmax en la que la celda dejará de cargarse a aproximadamente el 100 % de su capacidad sin corriente de entrada de carga lenta indefinida.

La velocidad de carga disminuirá a medida que Vchg se acerque a este voltaje, por lo que el tiempo hasta la carga completa será sustancialmente más largo que, por ejemplo, el tiempo hasta el 80 % de la carga.

Aproximadamente a C/10 o menos, una celda NimH AA típica tiene una Vmax de 1,45 V. Esto depende un poco de la marca y el modelo de la celda y usar, digamos, 1.4 V es más seguro a costa de una carga más baja en algunas baterías. Llegué a este voltaje comprando algunas de todas las marcas de celdas AA NimH que pude encontrar y realizando pruebas a temperaturas que iban desde aproximadamente 20 ° C hasta 'demasiado calientes'. Si bien las temperaturas de carga superiores de NimH deben ser limitadas (40 °C o menos), aún no desea un sistema que "se escape" a temperaturas más altas. Idealmente, desea evitar la carga a temperaturas demasiado altas.

En el caso de su batería de 7,2 V, como se suele considerar que NimH tiene Vcell = 1,2 V, presumiblemente es un Vb/1,2 = paquete de 6 celdas.
En ese caso, un voltaje de carga de hasta 1,4 V x 6 = 8,4 V será "seguro".
Por lo tanto, su voltaje propuesto de 8,1 V se equivoca ligeramente en el lado seguro de mi recomendación como 8,1/6 = 1,35 V/celda.

Por interés: utilicé una versión ligeramente modificada de este esquema para cargar celdas NimH en luces solares portátiles. Los esquemas usados ​​habitualmente no eran adecuados ya que
- el delta V está completamente inundado por los cambios en la insolación (nivel de luz solar) debido a las nubes, otras sombras y el movimiento del dispositivo.

• Los efectos térmicos se ven inundados por el calentamiento solar (tanto Tabs_max como delta T).

• La carga de período fijo se anula cambiando los niveles de insolación durante la carga y en un día determinado.

De estos, el más adecuado es probablemente la carga temporizada con registro de corriente, pero incluso eso se ve afectado por las exigencias de las variaciones térmicas y el hecho de que n minutos a m miliamperios pueden no producir el mismo resultado que, digamos, m minutos a n miliamperios.

El uso de Vcell-Max funcionó lo suficientemente bien como para ser utilizable.
En la práctica, agregué un sistema que alteraba el punto de referencia según la tasa de carga. Proporcioné un circuito de compensación de temperatura para otro cliente, pero no creo que se haya adoptado.

Tenga en cuenta que las celdas NimH modernas de más de 1800 mAh/celda en tamaño AA no DEBEN cargarse lentamente una vez que se completa la carga. Las celdas más antiguas con menor capacidad incluían productos químicos de recombinación de gas y un mecanismo para absorber H2 y O2 de la electrólisis de sobrecarga, pero esto se omitió a medida que aumentaba la capacidad de la celda. Las celdas modernas morirán temprano por secarse si se cargan lentamente. ________________________________________

"4to método" Carga de NimH en temperatura variable, aplicación de corriente variable donde no se pueden usar otros métodos. Funciona.

Más aquí : desplácese, no haga clic.

Hay dos métodos fiables de terminación de carga con NiMH. En ambos casos, carga a una corriente constante. El primero es -dV/dt. En este método, el cargador monitorea el voltaje de salida y observa si comienza a disminuir. Cuando esto sucede, se ha producido el final de la carga.

El segundo método de terminación de carga es dT/dt. El cargador monitorea la temperatura de la celda, y cuando comienza a aumentar rápidamente, se ha producido el final de la carga. Obviamente esto requiere algún tipo de sensor de temperatura.

En ambos casos, la tasa de carga debe ser razonablemente alta para producir una señal fuerte. Probablemente el rango ideal sea de C/3 a C. Para un cargador dedicado, -dV/dt probablemente sea más fácil de implementar ya que no necesita un sensor de temperatura. Si planea cargar las baterías mientras hay una carga conectada, debe usar dT/dt.

Existe un tercer método para cargar baterías de NiMH, pero no es el ideal. Básicamente, los cobras a C/10 por 12 horas. Este es el único método que se puede usar con un suministro de laboratorio y solo funciona si recuerda quitar las baterías después de 12 horas. La principal desventaja de este método es que si las baterías ya están cargadas cuando las conectas a la fuente de alimentación, se sobrecargarán.

Esto es solo un esquema. Si decide hacer un cargador, debe leer sobre los métodos de terminación de carga de una fuente confiable.

Funcionaría, pero normalmente la carga se detiene en algún lugar entre el 85 y el 90 por ciento de la capacidad porque la retención después de eso no es tan buena y aumenta la posibilidad de desgasificación.

El controlador de carga reconoce esto al monitorear el voltaje: al 70 %, el voltaje comienza a aumentar más rápidamente y luego se estabiliza al 85 %. Su fuente de alimentación de banco intentaría cargar las celdas aún más aquí.