Сделай Сам Свою Работу на 5

Режим заряда НМГ аккумуляторов

Режим работы Время заряда, ч Метод заряда (по способу отключения) Примечание Ток заряда
Циклический режим 1–2 ΔU-заряд Автоматическое отключение 0,5–1,0С
ΔТ-заряд Автоматическое отключение
Метод контроля напряжения заряда Автоматическое отключение
Метод контроля спада напряжения  
6–8 Метод управления временем заряда по таймеру Автоматическое отключение 0,2С
Нормальный заряд Отключение вручную 0,1С
Режим ожидания Непрерыв-ный заряд Струйный (компенсационный) заряд Батарея постоянно подключена 0,033–0,05С [5] 0,01–0,03С [1]
Импульсный. Длительность паузы определяется временем саморазряда     0,1С в импульсе

НМГ аккумуляторы более чувствительны к перезаряду, чем НК, т. к. в конце заряда температура быстро увеличивается. Перезаряд может привести к тепловому разгону (1.5, с. 45) и поломке аккумулятора.

В большинстве случаев заряд НМГ аккумуляторов осуществляется с помощью зарядных устройств. Зарядные устройства НМГ аккумуляторов или батарей снабжены датчиками отключения, например по достижению порогового значения температуры Тmax = 60°С (метод температурной отсечки) или скорости нарастания температуры ΔТ/Δτ (метод ΔТ-заряда), критическое значение которой равно 1–2°С/мин. Метод ΔТ-заряда используется только в зарядных устройствах скоростного заряда. Зарядные устройства могут отключаться и по сигналу таймера τmax (обычно при получении 120% номинальной емкости), по величине напряжения (1,6–1,8 В [1] или 1,95 [5]) или по его резкому снижению – на 5–15 mВ на аккумулятор (метод ΔU-заряда). Если зарядное устройство содержит несколько датчиков, то отключение аккумулятора в процессе зарядки происходит по первому сигналу от любого из них.

Некоторые зарядные устройства используются для заряда как НМГ, так и НК аккумуляторов. В призматических НМГ аккумуляторах большой емкости применяется метод отключения по максимальному давлению Рmax (0,05–0,8 МПа).

Медленный или нормальный заряд, как правило, производится током Iз = 0,1С в течение 15 часов. Компенсационный подзаряд производят током Iз = 0,01−0,03С на протяжении 30 часов и более.



Ускоренный (за 4−5 часов) и быстрый (за 1–2 часа током 0,5–1С) заряды возможны для НМГ аккумуляторов, имеющих высокоактивные электроды. При таких зарядах процесс контролируется по изменению температуры ΔТ, напряжения ΔU и другим параметрам. Быстрый заряд применяется, например, для НМГ аккумуляторов, питающих ноутбуки, сотовые телефоны, электрические инструменты.

Для полностью разряженного аккумулятора перед скоростным зарядом рекомендуется проводить струйный заряд током 0,2–0,3С в течение 10 мин. После достижения на элементе напряжения 0,8 В можно начинать заряд током 0,5–1,0С. Обычно это предусмотрено в зарядных устройствах [5].

Рекомендуется также трехступенчатый способ заряда: первый этап − быстрый заряд током1С и выше, второй − заряд со скоростью 0,1С в течение 0,5−1 ч для заключительной подзарядки, и заряд со скоростью 0,05−0,02С в качестве компенсационного (или струйного) подзаряда.

Информация о способах заряда НМГ аккумуляторов обычно содержится в инструкциях фирмы-производителя, а рекомендуемый ток заряда указан на корпусе аккумулятора.

Зарядное напряжение Uз при Iз = 0,3−1С лежит в интервале 1,4−1,5 В. По причине выделения кислорода на положительном электроде, количество электричества преданного при заряде (Qз) всегда больше разрядной емкости (Ср). При этом отдача по емкости (100∙Ср/Qз) составляет 75−80% для дисковых и 85−90% для цилиндрических НМГ аккумуляторов.

Зарядные характеристики НМГ аккумулятора при температуре 20°С и разных нормированных токах заряда представлены на рис. 4. В конце заряда происходит резкое незначительное снижение напряжения источника тока. Его называют отрицательным ΔU и фиксируют в зарядных устройствах.

 

 

1 − 0,1С; 2 −0,5С; 3 − 1С

Рисунок 4 − Зарядные характеристики НМГ аккумулятора при температуре 20°С и разных нормированных токах заряда

 

В последние годы ряд фирм начал выпуск мощных НМГ аккумуляторов цилиндрической и призматической формы емкостью 3,6–14 А·ч для гибридных автомобилей. Эти аккумуляторы способны разряжаться нормированными токами более 20С. Батареи из таких аккумуляторов (до 240 аккумуляторов в батарее) имеют удельную мощность 0,9–1,1 кВт/кг.

 

Утилизация НМГ аккумуляторов

Никель-металлогидридные аккумуляторы относятся к экологически чистым источникам тока, т. к. в них в них отсутствуют токсичные и вредные элементы. Но НМГ аккумуляторы содержат цветные и редкие металлы.

Обычно НМГ и НК аккумуляторы подвергаются совместной утилизации в целях извлечения, прежде всего, кобальта и никеля, содержание которых достигает 2–4% и 30–40% соответственно. Иногда извлекают и редкоземельные металлы (La, Ce, Nd, Pr), содержание которых в аккумуляторах около 6–10%.

В настоящее время ведутся работы по получению Со, Ni и редкоземельных металлов из НМГ аккумуляторов с помощью процесса электрохимической экстракции.

 

Варианты заданий к лабораторной работе

Вариант 1. Определите электрические характеристики (НРЦ, U, Rвнутр) НМГ аккумулятора. Определите внутреннее сопротивление аккумулятора путем снятия вольтамперной кривой и методом подачи импульса постоянного тока.

Снимите зарядную характеристику аккумулятора. Если аккумулятор полностью разряжен, проводите струйный заряд током 0,2–0,3С в течение 10 мин. После достижения на элементе напряжения 0,8 В можно начинать заряд током 0,5–1,0С. После снятия зарядной характеристики в течение 1 час поместите аккумуляторы в зарядное устройство на длительный нормальный заряд.

Вариант 2. Изучите влияние токовой нагрузки на разрядные кривые Ni-MH аккумулятора. Разряд осуществляют током 0,2C; 0,5C; 1С до конечного напряжения 1,0–0,9 В. Зарядите НМГ аккумулятор по способу, описанному в варианте 1.

Вариант 3.Изучите трехступенчатый способ заряда НМГ аккумулятора. На каждой ступени заряда снимайте зарядную характеристику аккумулятора.

Лабораторная работа №7



©2015- 2018 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.