แรงดันแบตเตอรี่ NiMH ว่างเปล่าเท่าไหร่?


36

ฉันมีก้อนแบตเตอรี่ของแบตเตอรี่ NiMH มันเป็นสิบเซลล์ที่มี 1.2V, 4000mAh แต่ละใส่กันในซีรีส์ แรงดันไฟฟ้าจึงเท่ากับ 12V หลังจากการชาร์จคือเมื่ออุปกรณ์ชาร์จบอกว่ามันเสร็จฉันวัด 14.3V

ตอนที่ฉันคลายประจุฉันควรพิจารณาว่าแบตเตอรี่ของฉันว่างเปล่าเป็นอะไร? นี่คือแรงดันไฟฟ้าต่ำสุดที่ฉันสามารถปล่อยไปโดยไม่ทำลายหรือไม่ แรงดันไฟฟ้าอันไหน

คำตอบ:


25

เซลล์ NiMH เริ่มต้นที่ประมาณ 1.5 V ทันทีเมื่อชาร์จเต็มแล้วปล่อยไปที่ 1.2 V ส่วนใหญ่ของอายุการใช้งานและจะว่างเปล่าที่ 900 mV การหยุดที่นั่นมักจะปลอดภัย 800 mV เป็นที่ที่คุณต้องการหยุดเพื่อหลีกเลี่ยงความเสียหาย มีพลังงานเหลือน้อยมาก ณ จุดนั้นซึ่งไม่มีประโยชน์ในการระบายเซลล์ออกไปอีกแล้ว

คุณอาจคิดว่าดังนั้น 10 เซลล์แพ็คของคุณจึงสามารถออกไป 9 หรือ 8 V แต่น่าเสียดายที่ไม่ จะมีความไม่สมดุลระหว่างเซลล์อยู่เสมอ หากคุณสามารถวัดเซลล์แต่ละเซลล์ได้คุณสามารถไปจนถึงเซลล์ที่มีระดับต่ำสุดที่ 800 mV แต่จะหยุดทันที เซลล์ที่มีความจุน้อยที่สุดจะไปถึงที่นั่นก่อน เมื่อมันเกิดขึ้นความต้านทานภายในจะเพิ่มขึ้นและกระแสไฟฟ้าจะทำให้แรงดันไฟฟ้าตกอย่างรวดเร็วทำให้เกิดความเสียหายถาวร

10 เซลล์ NiMH จริง ๆ ไม่ควรใส่ในชุดโดยวิธีการอย่างน้อยวัดแต่ละเซลล์ หากคุณออกแบบแบตเตอรี่คุณจำเป็นต้องแก้ไขปัญหานี้ หากคนอื่นทำเช่นนั้นพวกเขาจะไม่น่าเชื่อถือและมันเป็นความคิดที่ดีที่จะทิ้งพวกเขาและหาคนที่รู้ว่าพวกเขากำลังทำอะไรอยู่ ด้วย 10 เซลล์มันเป็นเรื่องยากที่จะเลือกจุดหยุดที่เหมาะสมเนื่องจากความไม่สมดุลที่เป็นไปได้ระหว่างเซลล์อาจมีความสำคัญโดยเฉพาะหลังจากผ่านการชาร์จ / คายประจุเล็กน้อย อาจใช้ค่าเฉลี่ย 1.1 V ต่อเซลล์ แต่นี่ไม่ใช่วิธีที่ดีในการจัดการกับแพ็ค 10 เซลล์

คุณจะมีปัญหาเดียวกันกับการชาร์จ คุณจะต้องใช้กระแสไฟฟ้าที่ค่อนข้างต่ำเช่นอาจเป็น C / 4 จนกว่าคุณจะคิดว่าเซลล์แรกใกล้เต็มแล้วอาจจะเป็น C / 10 หรือประมาณนั้นเพื่อชาร์จประจุอีกสองสามชั่วโมงดังนั้นเซลล์อื่น ๆ ก็หวังว่าจะทัน อีกครั้งคำตอบที่ถูกคือการไม่เข้ายุ่งกับเรื่องนี้ตั้งแต่แรก แพ็คที่มีเซลล์จำนวนมากนี้ต้องมีการวัดแต่ละเซลล์เป็นอย่างน้อยและวิธีที่ดีที่สุดคือการมีวงจรการปรับสมดุลประจุ วิธีนี้จะทำให้ประจุกระแสไฟฟ้าบางรอบเซลล์เต็มเพื่อไม่ให้ประจุมากเกินไปในขณะที่เซลล์เต็มน้อยลง แน่นอนว่าสิ่งนี้จำเป็นต้องมีการวัดแต่ละเซลล์เพื่อให้ทราบว่าเมื่อใดที่จะเปิดใช้ shunts ต่อเซลล์

ทำงานกับใครสักคนหรือ บริษัท ที่รู้ว่ากำลังทำอะไรอยู่ สิ่งต่าง ๆ เช่นนี้มีความซับซ้อนมากกว่าที่ปรากฏในแวบแรก


คุณเข้าใจถูกต้อง ... สิ่งเดียวกันกับ LED นั้นเรียบง่ายและผู้คนเรียกใช้พวกเขาเป็นซีรีส์และสงสัยว่าจะเกิดอะไรขึ้นเมื่อคุณปิดสวิตช์โดยปัดอย่างรวดเร็ว การจัดเก็บประจุใกล้ศูนย์ V ทำให้เกิดอิมพีแดนซ์สูงไปหนึ่งแรงดันลบ .. เหมือนกับเซลล์แบตเตอรี่ในซีรีย์ .. ระวังการลัดวงจรหรือการคายประจุที่รวดเร็ว คุณต้องเข้าใจสิ่งนี้เพื่อให้รู้ว่าเกิดอะไรขึ้นจริง จุดที่ดีแลง ... นี่ยากที่จะอธิบายด้วย 174 ตัวอักษรที่เหลือ
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

1
อื่อโอเค. ฉันซื้อแบตเตอรี่ที่ประกอบไว้ล่วงหน้ากับสิบเซลล์ในซีรีย์ สิ่งที่คุณเขียนไม่ได้ฟังดูสบายใจนัก น่าเสียดายที่ไม่สามารถวัดเซลล์ทีละอย่างน้อยไม่ได้โดยไม่ต้องเปิดการชุมนุมทั้งหมด
จนถึง

@TillB: นี่คือแพ็คที่กำหนดเองที่คุณมี บริษัท นี้ทำเพื่อคุณหรือเป็นหนึ่งในผลิตภัณฑ์ชั้นวางของพวกเขาหรือไม่ หากหลังให้ลิงก์ไปยังแผ่นข้อมูลให้เรา
Olin Lathrop

มันปิดชั้นวาง ฉันอัปโหลดแผ่นข้อมูลไปยังดรอปบ็อกซ์ของฉัน: tinyurl.com/bpukjowแต่สำหรับเซลล์เดียวเท่านั้น จากนี้ฉันจะอ่านว่าฉันสามารถปล่อยลงไป 10V (สำหรับทั้งชุด)
จนถึง

1
@TillB สูตรของฉันถูกใช้โดย Varta ซึ่งเป็นผู้นำในเทคโนโลยีแบตเตอรี่ varta-microbattery.com/applications/mb_data/documents/… V (cutoff / pack) = 1.2V * (N cells-1)ยิ่งสตริงยิ่งสูง ความเสี่ยงของการกลับรายการจึงสูงกว่าการตัดต่อเซลล์ เว้นแต่ว่าคุณจะจัดการเซลล์เป็นรายบุคคล (ตามที่ระบุไว้ในคำตอบของฉัน)
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

7

ฉันรู้ว่า ... โพสต์เก่า ... ยังคง ...

ฮ่า ๆ ที่วิพากษ์วิจารณ์ภูมิปัญญาของการวางสิ่งเหล่านี้ในซีรีส์ ในขณะที่ความแม่นยำอย่างสมบูรณ์เมื่อแสดงอุดมคติมีพื้นกลาง สวัสดีชุดแบตเตอรี่ฮอนด้าซีวิคไฮบริดของฉัน '14 - 132 D เซลล์ในซีรีส์ประกอบด้วยชุดเชื่อม 12 เซลล์ 11 ชุด ไม่มีความสามารถในการตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าของเซลล์

หลังจากชาร์จประจุเต็ม 18 ชั่วโมงเป็นค่า 18.88.858.88 ฉันก็เก็บพลังงานทั้งหมดลงไปที่ 100V (.76V / เซลล์) ด้วยหลอดไฟ 40W ในช่วงการปรับปรุงใหม่ (ก่อนที่จะเข้าใกล้ 100V ฉันใช้หลอดฮาโลเจน 500 วัตต์ตามด้วย ทังสเตน 100W) ฉันถ่ายเซลล์ 12 เซลล์แต่ละตัวลงไปที่ 8.5-9V ด้วยพัดลมคอมพิวเตอร์ขนาด 120 มม. 4A

ฉันทำการชาร์จ / คายประจุ 3 ครั้งจะลดลงเรื่อย ๆ จนกว่าจะถึง 100V ดังกล่าว ฉันยังปล่อยให้ส่วนที่เหลือแพ็คและกู้คืนไปที่ 112V หรือดังนั้นก่อนที่ฉันจะเอามันลงไปอีก 100V (ใช้เวลาเพียงไม่กี่นาทีซ้ำสองสามครั้ง) ฉันไม่เคยปล่อยซองออกมาจากสายตาของฉันหรือมองตาโวลต์มิเตอร์มากกว่าสองสามวินาทีในระหว่างกระบวนการทั้งหมด

ความพยายามของฉันได้จ่ายออกไป แบตเตอรี่ที่ไม่สามารถใช้งานได้เป็นหลัก (ในช่วง 1.5 ปีที่ผ่านมา - หากไม่มีระบบช่วยเหลือทางไฟฟ้าและเรียกการปรับเทียบแบตเตอรี่ใหม่ทุกห้านาที) ได้รับการกู้คืนเพื่อให้ทำงานได้อย่างถูกต้อง ชุดนี้มี 132k ไมล์บนมันและมันอาศัยอยู่เป็นเวลา 8 ปีในความร้อน AZ

TL; DR เวอร์ชัน:

1V / เซลล์ที่มีการโหลด C จากนั้น 0.8V / เซลล์ที่มีการโหลด C / 16 หลังจากการชาร์จแบบหยด "C" ที่ C / 10 หรือต่ำกว่าเพื่อให้แน่ใจว่าเซลล์ทั้งหมดมีความจุสูงสุดก่อนที่จะปล่อย


5

สำหรับ NiMH .. เมื่อฉันปล่อยประจุแรงดันไฟฟ้าจะว่างเปล่า?

ขึ้นอยู่กับอัตราการไหลที่ระบุโดยอัตราส่วนของความจุ C (แอมป์ชั่วโมง) ผู้ผลิตส่วนใหญ่ (ซันโยและพานาโซนิคเป็นต้น) ความจุมาตรการที่อัตราการไหลของC / 5ซึ่งเรียกว่าอัตราการไหลห้าชั่วโมง

แรงดันไฟฟ้าอันไหน

แรงดันไฟตัดที่ 1.05V / เซลล์จะถูกใช้เมื่อคายประจุที่อัตรา C / 5 และ 0.9V / เซลล์เมื่อคายประจุที่อัตรา C

คุณสามารถใช้สูตร:

Vcutoff/pack=1.2V(Ncells1)

สิ่งนี้ให้การตัด 0.9V ต่อเซลล์สำหรับชุดแบตเตอรี่สี่ (4) เซลล์, 1.05V สำหรับเซลล์แบตเตอรี่แปด (8) ก้อน

นี่คือแรงดันไฟฟ้าต่ำสุดที่ฉันสามารถปล่อยไปโดยไม่ทำลายหรือไม่

สำหรับระยะสั้นไม่สำหรับระยะยาวใช่

คุณไม่ต้องการปล่อยให้แบตเตอรี่แบนเป็นเวลานานมิฉะนั้นการกัดกร่อนที่ทำให้ฉนวนแผ่นเริ่มต้นและย้อนกลับขั้วจากการปล่อยเซลล์แบบเร็วอาจทำให้เกิดความเสียหายได้

ดังนั้นอัตราการไหลของ C จึงเป็นแบบก้าวร้าวและ C / 5 ปลอดภัยกว่า มันขึ้นอยู่กับว่าคุณต้องการให้มันนานแค่ไหน เมื่อความลึกของการไหล x # ของวงจรถูกสะสมเข้ากับอายุขัยเฉลี่ยภายใต้อุณหภูมิปกติ

นอกจากนี้ยังสามารถลดอายุการใช้งานได้เร็วขึ้นด้วยอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นและเซ็นเซอร์ความร้อนเพื่อตัดการชาร์จเป็นทางออกที่ประหยัดสำหรับเครื่องชาร์จ การจัดการความร้อนและการตรวจสอบอุณหภูมิเช่นเดียวกับเกณฑ์ V "ว่าง" เป็นคุณสมบัติของเครื่องชาร์จอัจฉริยะ


หากคุณไม่ปฏิบัติตามกฎการตัดออกด้านบนคุณจำเป็นต้องใช้เซ็นเซอร์เซลล์เดี่ยวและตัวควบคุม shunt ซึ่ง Olin แนะนำไว้ด้านล่างเพื่อควบคุมแต่ละเซลล์เพื่อป้องกันแรงดันไฟฟ้าผกผันในเซลล์ใด ๆ ที่จะทำให้แพ็คล้มเหลว การปรับปรุงการออกแบบนี้ขยายขอบเขตการจัดเก็บโดยไม่มีข้อผิดพลาด ... การละเลยแรงดันไฟฟ้าของเซลล์แต่ละเซลล์สามารถนำไปสู่ความล้มเหลวในช่วงต้นได้
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

ฉันสับสนเพราะแรงดันไฟตัดของคุณ: คุณให้แรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างกันสองค่าสำหรับอัตราการคายประจุสองแบบและคุณยังได้กำหนดสูตรแรงดันไฟฟ้าสำหรับแพ็คที่มีขนาดต่างกันด้วย แต่เงื่อนไขเหล่านี้เป็นมุมฉาก: ฉันสามารถปลดปล่อยแพ็คขนาดใหญ่ได้อย่างรวดเร็วแพ็คขนาดเล็กได้อย่างรวดเร็วแพ็คขนาดใหญ่ช้าหรือแพ็คใหญ่ช้า ฉันจะตรวจสอบแรงดันไฟตัดที่มีขนาดแพ็คเฉพาะและที่อัตราการไหลโดยเฉพาะได้อย่างไร
Mathieu K.

ยิ่งสตริงแพ็คยิ่งยาวยิ่งมีขีด จำกัด การตัดยอดที่สูงขึ้นเนื่องจากความเสี่ยงที่ไม่ตรงกันของเซลล์ล้มเหลว สิ่งนี้ถูกกำหนดโดยสูตร ขึ้นอยู่กับอัตรา C ค่อนข้างไม่เชิงเส้น เกณฑ์อัตรา C เพิ่มขึ้นพร้อมความเสี่ยงของเซลล์อ่อนแอที่ไม่สมดุลด้วยเหตุผลเดียวกันที่อัตราการไหลเร็วขึ้น ดังนั้น C / 5 จึงเพิ่มขึ้น ~ 15% ใช้ทั้งสองวิธีเพื่อความอยู่รอดของเซลล์ที่อ่อนแอที่สุดซึ่งทำให้เกิดรอยแผล
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

หนึ่งสามารถบีบกำลังการผลิตเพิ่มเติม แต่ที่สูญเสียกำลังขยายระยะยาว
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

3

เซลล์ NiMH มีค่า 1.2V สำหรับรอบการปลดปล่อยส่วนใหญ่ ชาร์จเต็มกำลังประมาณ 1.4V เนื่องจากคุณจะได้รับมากกว่าเล็กน้อยฉันขอแนะนำให้ตรวจสอบว่าพวกเขาทั้งหมดมีศักยภาพเท่ากันและปล่อยประจุที่สูงกว่า 1.4V เล็กน้อยก่อนที่จะชาร์จครั้งต่อไป ฉันขอแนะนำไม่ให้ปล่อยพลังงานต่ำกว่า 1V ถึงแม้ว่าฉันได้ลดจำนวนครั้งลงโดยอุบัติเหตุและไม่มีความเสียหายถาวร

สำหรับแอปพลิเคชั่นที่ต่ำมากในปัจจุบันคุณอาจลดลงเหลือประมาณ 0.8 คุณต้องวาดเส้นตรงที่ใดที่หนึ่งและฉันไม่แนะนำให้ต่ำกว่านี้เมื่อใช้หลาย ๆ เซลล์ในซีรีส์เนื่องจากอันตรายมีอยู่สำหรับเซลล์บางส่วน ในทางกลับกันโดยคนอื่น ๆ สิ่งนี้จะทำลายเซลล์ที่ได้รับผลกระทบและรอบการเรียกเก็บเงินในอนาคตจะไม่น่าเชื่อถือเมื่อใช้การยกเลิกการคิดค่าเดลต้า V

โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.