Bu makalenin nedeni Bosch NiMH 14.4V, 2.6Ah tornavida için iki pilin ortaya çıkmasıydı. Bu piller, iki veya üç yıllık işlem yapılmadığı takdirde çalışmayı reddettikleri için yenileriyle değiştirildi. Pillerin saklanması, nadiren kullanıldıktan sonra, "doğal" bellekte tam şarjla, oda koşullarında gerçekleşti. Acil çalışma için kasadan bir sonraki çıkarıldığında, tornavidanın pili tüm gücünü 5-7 dakika içinde verdi. Aynı şarj süresinden sonra şarj cihazı, şarjın dolu olduğunu bildirdi. Ve böylece bir daire içinde, tüm çalışma süresi boyunca. İkinci yedek pil de benzer şekilde davrandı. Doğal bir değişimden sonra bana geldiler.
Çalışma gerilimi 14,4 volt olan bir nikel metal hidrür akülü tornavida aküsü, seri olarak bağlanan tipik bir 1,2 volt voltaj ile 12 ayrı elemandan monte edilir. Ancak üretimdeki farklı unsurlar belirli bir dizi özellik alır. Bazıları daha fazla kapasiteye sahipken, diğerleri daha az kapasiteye sahiptir. Bir paketteki sürekli şarj sonucunda, daha düşük kapasiteli elemanlar sürekli şarj edilir. Bu nedenle, hızla bozuluyorlar. Daha küçük kapasiteli piller deşarj sırasında bozulur. Diğer elemanlardan daha erken deşarj edilirler ve daha fazla deşarj derin deşarjlarına yol açar. Bu nedenle, tornavida için NiMH pil arızası durumunda, bir veya daha fazla pil hücresi genellikle başarısız olur ve diğerleri bunu takip eder. Bu nedenle, bir tornavidanın pilini tamir ederken ana görev, arızalı elemanları tanımlamaktır. Ve gelecekte, bir tornavida pilinin restorasyonu, ana ve yedek pillerden basit bir servis elemanı seti ile veya pili tamamlamak için bazı elemanları geri yüklemeye çalışılarak gerçekleştirilebilir.
İnternette bu tür pillerin nasıl geri yükleneceği konusunda genellikle tartışmalı olan görüşler ifade edilir. Birçoğu, restorasyon sonrası kısa ömür nedeniyle bunu basitçe tavizsiz veya etkisiz olarak görmektedir. Ancak yukarıdaki piller az sayıda şarj-deşarj döngüsü olduğundan, aslında sadece kısa bir süre yük altında çalıştırıldılar, elemanlar halinde analiz ve mümkünse iyileşme olasılığını denemeye karar verdim. Bir tornavida için yedek pil toplayabilir veya "hayatta kalan" elemanları başkalarında kullanabilirsiniz Ev yapımı ürünlerkısa sürede yüksek deşarj akımının deşarjını gerektirir.
Güvenilmez pil hücrelerini tanımlamak için:
1. Bir tornavidanın akü kutusunu (4 vida) sökün ve seri bağlı kutulardan (12 adet) bir NiMH akü hücresi bloğunu çıkarın.
2. Üst ve alt yalıtım contalarını çıkardıktan sonra, temas için elemanların kutuplarını bağlayan plakaları serbest bıraktı.
3. Batarya hücrelerinin incelenmesi bataryanın çalışmasını etkileyebilecek herhangi bir dış kusuru (ezik, şişme, leke, korozyon) göstermedi.
4. NiMH pillerin düzgün çalışması için, hücrelerdeki çalışma voltajının 1,2-1,4 volt içinde tutulması önerilir, 0,9 -1,0 volta kadar bir azalmaya izin verilir. Bataryanın her bir elementindeki voltajı bir multimetre ile ölçtü. Tüm pil elemanlarına yayılan voltaj 1,01 ... 1,24 volt (yani boşalmış bir pil için normal aralık dahilinde) idi, ancak tornavidadaki pil pratik olarak çalışmıyor.
5. Paragrafları tekrarlayın Tornavida için ikinci aküde 1 - 4. Sonuç benzer.
6. Sorunu tanımlamak için, her bir eleman tarafından verilen akımın, multimetre şantının iç direnci üzerinde karşılaştırmalı ölçümleri yaptım. Kısa süreli ölçümler, 24 elementten 4'ünün 1 amperden fazla ve geri kalanının 0,2 amperden az bir akım verebileceğini gösterdi. Başka bir deyişle, tüm elemanların sadece 4'ü bir miktar kapasiteye sahipti ve kısa bir süre için bir tornavida çalışmasını destekledi.
7. Düşük kapasiteli hücreleri ve şarj işçilerini eski haline getirmeye çalışmak için NiMH pil paketlerini söktüm. Bunu yapmak için, elemanları sıradan makasla birleştiren jumperları kestim. Gelecekte mümkünse, bağlantı teli artıklarını lehimleyerek elemanları bağlamak problem olmayacaktır.
8. Belirli bir kapasiteye sahip seçilen dört eleman işaretlenir ve denemeye hazırdır.
9. Ayrı ayrı elemanların eski haline getirilmesi veya reddedilmesi için, elemanın nominal kapasiteye 0,5 ... 1,0C (hızlı şarj) akımı yüklenerek şarjın tahmini süreye göre sınırlandırılması gerekir. Ancak zamanı hesaplamak için pil hücresinin kapasitesini ve ilk şarjını bilmeniz gerekir. Bu nedenle, bilinmeyen ilk şarjı hesaplamalarda hariç tutmak için, önce geri yüklenen pili boşaltmak gerekir.
Yüklü bir elemanın kapasitesinin kontrol edilmesi deşarjı, akım ve deşarj süresi kontrol edilerek de kontrol edilebilir.
Yukarıdakilerle bağlantılı olarak, pilin özelliklerini belirlemek için ilk adım, derin bir deşarjı dışlamak için hücreyi sabit bir yükte boşaltmak ve 0.9 ... 1.0 voltluk minimum artık voltaj üzerinde bir kontrol yapmak olacaktır. Akım ile her şey basittir - deşarj akımı ne kadar küçük olursa, deşarj o kadar eksiksiz olur ve süreç daha verimli olur, ancak şarj süresi artar. Nikel metal hidrit piller çok fazla akım verebilir, ancak deşarj sırasında 0,5C'den daha yüksek değerlerin ayarlanması önerilmez. Bu, şarj-deşarj döngülerinde bir azalmaya ve hizmet ömründe bir azalmaya yol açar. Sonuç olarak, 100 mA deşarj akımı alıyoruz.
10. Pil hücrelerini boşaltmak için, LED'in parlamasıyla deşarj sürecini kontrol etmenizi sağlayan basit bir devre monte ediyoruz.
LED'in tutuşmasını sağlamak için aynı anda seri olarak bağlanan iki elemanı monte ediyoruz. Her biri kendi direnç zincirine (deşarj akımını belirleyen) ve diyotlara (pil hücresindeki minimum voltajı 0.9 ... 1.0 volt içinde belirleyen) boşaltılır. Eleman üzerindeki bu minimum voltaj otomatik olarak elde edilir. LED kapandığında deşarj döngüsünün sonu.
11. Parçaları şemaya göre seçer ve evrensel bir devre kartından kesilmiş bir PCB parçasına monte ederiz.
12. İki noktayı seri olarak, polariteye uygun olarak, orta noktayı (beyaz kablo) bağlamayı ve LED'in parlamasını gözlemlemeyi unutmadan bağlarız. Boşalma süresi boyunca pil hücresinin kapasitesi etrafında gezinmek mümkündür.
13. Hücrenin kapasitesi, tam şarjlı bir pilin boşaltılmasıyla ölçülebilir. Bunu yapmak için, deşarj süresini tespit etmeniz ve deşarj akımı ile çarpmanız gerekir. Bu, nominal ile karşılaştırılması gereken kapasite olacaktır. İMAX-B6 gibi bazı cihazlar otomatik olarak ölçüm yapar. Daha ekonomik davranacağız. Akü elemanlarını kullanma olasılığını değerlendirmek için, sadece kapasitans değerlerine ihtiyacımız olduğundan, aşırı özelliklere sahip iki eleman üzerinde periyodik ölçümler yapacağız.
14. Belirli bir cihazdaki deşarjın kontrol işlemindeki akımı, daha önce deşarj olmuş ve tamamen şarj edilmiş bir pil hücresini periyodik olarak ölçerken (paragraf 9 ... 12), grafikte yansıtılan hücreler arasındaki farkı görmek mümkündür.
Grafik 1 (kırmızı çizgi), başlangıçta bir miktar kapasiteye sahip olan ölçümlerle (madde 8) seçilen öğelerin deşarj sürecini yansıtır. Ölçümlere ve hesaplamalara göre, bu pil hücresinin kapasitesi yaklaşık 95 saattir, bu nominal kapasitenin% 44'üdür. Deşarj akımının dengesizliği nedeniyle hesaplama, bileşen kapasitanslarının birbirini takip eden kısa boşalma süreleri (10-15 dakika) boyunca toplanmasıyla gerçekleştirilmiştir. Deşarj akımı, periyotların her birinin başlangıcı ve bitişi arasında ortalama olarak alınmıştır.
Grafik 2 (yeşil çizgi), minimum başlangıç kapasitesine sahip bir elemanın boşaltılması işlemini göstermektedir. Ölçümler ve hesaplamalar benzer şekilde yapılır. Bu elementin kapasitesi yaklaşık 50 saattir (% 23). Deşarj akımındaki düşüşün doğası öncekinden keskin bir şekilde farklıdır ve elemanın küçük bir kapasitesini gösterir.
Grafikler, batarya hücresinin potansiyel olarak reddetme amaçlı kapasitesinin, kontrol deşarjının ilk 20-30 dakikası boyunca, deşarj akımı düşüşünün büyüklüğü ile belirlenebileceğini göstermektedir. Ve ayrıca, bir tam deşarj döngüsüne ve eski bir pil hücresinin tahmini şarjına rağmen, ek kurtarma önlemleri olmadan, kapasitesi pratik olarak geri yüklenmez.
Nikel metal hidrit elemanlarının kapasitesinde önemli bir düşüşün nedeni hafıza etkisi olabilir. Tamamlanmamış deşarj ve müteakip yük döngülerinde kendini gösterir. Böyle bir işlemin sonucunda, akü deşarjın daha düşük olan alt sınırını “hatırlar” ve bu da kapasiteyi azaltır. Akünün aktif kütlesinin bir kısmı işlemden çıkar.
Bu etkiyi ortadan kaldırmak için pilleri düzenli olarak geri yüklemeniz veya eğitmeniz önerilir. Bunu yapmak için, yukarıdaki şemaya göre, deşarj gerçekleştirilir ve daha sonra tam şarj işlemi gerçekleştirilir. Bu tür birkaç döngü yapılması tavsiye edilir.
NiMH pilleri eski haline getirmenin bir başka yolu, kısa darbelerde akım geçirmektir. Akım, elemanın kapasitans değerinden on kat daha yüksek olmalıdır. Aynı zamanda dendritler yok edilir ve pil “güncellenir”. Ayrıca, eğitimi birkaç şarj-deşarj döngüsü şeklinde gerçekleştirilir.