Bei welcher Spannung ist ein NiMH-Akku leer?


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Ich habe einen Akku mit NiMH-Akkus. Es sind zehn Zellen mit 1,2 V, jeweils 4000 mAh, die in Reihe geschaltet sind. Die Nennspannung beträgt also 12V. Nach dem Laden, dh wenn das Ladegerät anzeigt, dass es fertig ist, messe ich 14,3V.

Wenn ich mich jetzt entlade, bei welcher Spannung sollte ich meinen Akku als "leer" betrachten? Ist dies die niedrigste Spannung, auf die ich sie entladen kann, ohne sie zu beschädigen? Welche Spannung ist das?

Antworten:


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NiMH-Zellen starten bei voller Ladung bei ungefähr 1,5 V, fallen während der meisten Zeit ihrer Entladungszeit auf ungefähr 1,2 V ab und sind bei 900 mV ziemlich leer. Dort anzuhalten ist normalerweise sicher. 800 mV ist der Punkt, an dem Sie unbedingt aufhören möchten, um Schäden zu vermeiden. Zu diesem Zeitpunkt ist so wenig Energie übrig, dass es ohnehin keinen Vorteil bringt, die Zelle weiter zu entleeren.

Sie können daher denken, dass Ihr 10-Zellen-Pack daher auf 9 oder 8 V entladen werden kann, aber leider nicht. Es wird immer ein Ungleichgewicht zwischen den Zellen geben. Wenn Sie einzelne Zellen messen können, können Sie gehen, bis die niedrigste Zelle 800 mV erreicht, aber dann sofort anhalten. Die Zelle mit der geringsten Kapazität kommt zuerst dorthin. Sobald dies der Fall ist, steigt der Innenwiderstand und ein weiterer Strom führt zu einem raschen Abfall der Spannung, was zu bleibenden Schäden führt.

10 NiMH-Zellen sollten eigentlich nicht in Reihe geschaltet werden, ohne dass zumindest einzelne Zellen gemessen werden können. Wenn Sie den Akku entworfen haben, müssen Sie diesen Fehler beheben. Wenn jemand anderes das getan hat, ist er nicht vertrauenswürdig und es wäre eine gute Idee, ihn fallen zu lassen und jemanden zu finden, der weiß, was er tut. Bei 10 Zellen ist es schwierig, einen vernünftigen Haltepunkt zu wählen, da ein mögliches Ungleichgewicht zwischen den Zellen insbesondere nach einigen Lade- / Entladezyklen erheblich sein kann. Verwenden Sie möglicherweise einen Durchschnitt von 1,1 V pro Zelle, aber dies ist wirklich keine gute Möglichkeit, mit einem 10-Zellen-Pack umzugehen.

Sie werden das gleiche Problem mit dem Aufladen haben. Sie müssen einen relativ geringen Ladestrom verwenden, z. B. C / 4, bis Sie glauben, dass die erste Zelle fast voll ist, und dann C / 10, um die Ladung für ein paar Stunden zu erhalten, damit die anderen Zellen hoffentlich aufholen. Auch hier ist die richtige Antwort, sich erst gar nicht in dieses Chaos hineinzuversetzen. Bei Packs mit so vielen Zellen müssen mindestens einzelne Zellen gemessen werden, und der beste Weg besteht darin, eine Ladungsausgleichsschaltung zu verwenden. Dies leitet einen gewissen Ladestrom um die vollen Zellen, so dass diese nicht überladen werden, während die weniger vollen Zellen aufholen. Natürlich müssen einzelne Zellen gemessen werden, um zu wissen, wann die Shunts pro Zelle aktiviert werden sollen.

Arbeiten Sie wieder mit jemandem oder einer Firma zusammen, die tatsächlich weiß, was sie tun. Diese Art von Dingen ist viel komplexer, als es auf den ersten Blick erscheint.


Sie haben das richtig verstanden ... Das Gleiche gilt für LEDs. Sie sind einfach und werden von den Leuten in Reihe geschaltet. Sie fragen sich, was passiert, wenn Sie schnell durch einen Nebenschluss ausschalten. Der Ladungsspeicher nahe Null V bewirkt, dass die hochohmige negative Spannung einsetzt. Gleiches gilt für in Reihe geschaltete Batteriezellen. Achten Sie auf Kurzschlüsse oder schnelle Entladungszyklen. Sie müssen dies verstehen, um zu wissen, was tatsächlich passiert. Gute Punkte Olin ... das ist schwer zu erklären, da noch 174 Zeichen übrig sind.
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

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Hmm, ok. Ich habe einen vormontierten Akku mit den zehn Zellen in Serie gekauft. Was Sie schreiben, klingt nicht sehr beruhigend. Leider ist es nicht möglich, die Zellen einzeln zu vermessen, zumindest nicht, ohne die gesamte Baugruppe ein wenig zu öffnen.
Bis zum

@TillB: Ist das ein spezielles Paket, das diese Firma für Sie angefertigt hat, oder eines ihrer Standardprodukte? Wenn letzteres der Fall ist, geben Sie uns einen Link zum Datenblatt.
Olin Lathrop

Es ist von der Stange. Ich habe das Datenblatt in meine Dropbox hochgeladen: tinyurl.com/bpukjow, aber es ist nur für eine einzelne Zelle. Daraus würde ich lesen, dass ich mich bis auf 10V entladen kann (für die ganze Packung).
Bis B

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@TillB Meine Formel wird auch von Varta, Marktführer im Bereich Batterietechnologie verwendet varta-microbattery.com/applications/mb_data/documents/... V (Cutoff / pack) = 1,2 V * (N - Zellen-1) Je größer die Zeichenfolge desto höher das Risiko der Umkehrung daher höhere Cut-off pro Zelle. es sei denn, Sie verwalten Zellen einzeln (wie in meiner Antwort angegeben)
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

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Ich weiß ... alter Beitrag ... noch ...

LOL bei der Kritik der Weisheit, diese in Serie zu setzen. Während es vollkommen genau ist, wenn es darum geht, das Ideal auszudrücken, gibt es einen Mittelweg. Sagen Sie Hallo zu meinem Honda Civic Hybrid-Akkupack '06 - 132 D-Zellen in Serie, bestehend aus elf 12-Zellen-Schweißbaugruppen. Keine Möglichkeit zur Überwachung der Zellenspannung.

Nach einer 18-stündigen C / 18,5-Erhaltungsladung auf 186,8 V habe ich die gesamte Packung mit einer 40-W-Glühbirne auf 100 V (0,76 V / Zelle) reduziert ein 100W Wolfram). Ich habe die einzelnen 12-Zellen-Assys mit einem 120 mm .4A-Computerlüfter auf 8,5-9 V heruntergefahren.

Ich habe 3 Lade- / Entladezyklen durchgeführt, bis ich die oben genannten 100 V erreicht habe. Ich ließ den Rucksack auch ruhen und stellte ihn auf 112 V oder so wieder her, bevor ich ihn wieder auf 100 V herabsetzte (es dauerte nur ein paar Minuten, einige Male wiederholt). Ich habe die Packung nie aus den Augen gelassen oder das Voltmeter während des gesamten Vorgangs für einige Sekunden im Auge behalten.

Meine Bemühungen haben sich gelohnt. Eine im Wesentlichen nicht funktionierende Batterie (seit 1,5 Jahren - fast ohne elektrische Unterstützung und alle fünf Minuten neu kalibriert) wurde wiederhergestellt, um ordnungsgemäß zu funktionieren. Dieses Paket hat 132k Meilen und es ist seit 8 Jahren in AZ Hitze gelebt.

TL; DR-Version:

1 V / Zelle mit C-Ladung, dann 0,8 V / Zelle mit C / 16-Ladung NACH einer Erhaltungsladung mit C / 10 oder niedriger, um sicherzustellen, dass alle Zellen vor der Entladung ihre maximale Kapazität erreichen.


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Für NiMH .. Wenn ich entlade, bei welcher Spannung ist "leer"?

Dies hängt von der Entladerate ab, die durch das Verhältnis der Kapazität C (Amp-hr) angegeben wird. Die meisten Hersteller (z. B. Sanyo und Panasonic) messen die Kapazität bei einer Entladerate von C / 5 , die als fünfstündige Entladerate bezeichnet wird .

Welche Spannung ist das?

Eine Abschaltspannung von 1,05 V / Zelle wird verwendet, wenn mit der C / 5-Rate entladen wird, und 0,9 V / Zelle, wenn mit der C-Rate entladen wird.

Sie können die Formel verwenden:

Vcutoff/pack=1.2V(Ncells1)

Dies ergibt einen Grenzwert von 0,9 V pro Zelle für einen vier (4) Zellen-Batteriepack, 1,05 V für einen acht (8) Zellen-Batteriepack.

Ist dies die niedrigste Spannung, auf die ich sie entladen kann, ohne sie zu beschädigen?

Kurzfristig NEIN, langfristig JA.

Sie möchten die Batterien nicht für längere Zeit leer lassen, da sonst eine Korrosion, die die Platten isoliert, beginnt und eine Verpolung durch schnelle Serienentladungen der Zellen zu Schäden führen kann.

Die C-Entladerate ist also aggressiv und C / 5 ist sicherer. Es kommt darauf an, wie lange es dauern soll. wenn sich die Entladungstiefe x # der Zyklen auf die Lebenserwartung bei normalen Temperaturen aufsummiert.

Darüber hinaus kann die Lebensdauer mit einem Temperaturanstieg schneller verringert werden, und Wärmesensoren zum Abschalten des Ladegeräts sind die kostengünstige Lösung für Ladegeräte. Wärmemanagement und Temperaturüberwachung sowie V "Leer" -Schwellen sind die Merkmale intelligenter Ladegeräte.


Wenn Sie die oben genannten Abschaltregeln nicht einhalten, benötigen Sie die einzelnen Zellsensoren und Shunt-Steuerungen, die von Olin unten vorgeschlagen werden, um jede Zelle so zu regeln, dass keine inversen Spannungen an einer Zelle auftreten, die zum Ausfall des Packs führen würden. Diese Designverbesserung erweitert die Speicherreichweite, ohne dass es zu Ausfällen
kommt. Wird

Ich bin verwirrt von Ihren Abschaltspannungen: Sie geben zwei verschiedene Spannungen für zwei verschiedene Entladeraten an und Sie geben auch eine Formel für Spannungen für verschiedene Packungsgrößen an. Aber diese Bedingungen sind orthogonal: Ich kann eine große Packung schnell, eine kleine Packung schnell, eine große Packung langsam oder eine große Packung langsam entladen. Wie bestimme ich die Abschaltspannung bei einer bestimmten Packungsgröße und einer bestimmten Entladerate?
Mathieu K.

Je länger die Pack-Zeichenfolge ist, desto höher ist der Grenzwert, da das Risiko eines Zellversagens nicht übereinstimmt. Dies wird durch die Formel definiert. Die Abhängigkeit der C-Rate ist etwas nichtlinear. Die Schwelle für die C-Rate steigt mit einem höheren Risiko einer aus dem gleichen Grund unsymmetrischen schwachen Zelle bei einer schnelleren Entladerate. C / 5 erhöht es also um ~ 15%. Wenden Sie beide Methoden an, um das Überleben der schwächsten Zelle zu sichern, die den Ausschnitt erhöht.
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

Man kann immer mehr Kapazität herausdrücken, aber wenn die langfristige Kapazität nachlässt.
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

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NiMH-Zellen haben während des größten Teils ihres Entladezyklus einen Wert von 1,2 V. Voll aufgeladen sind sie über 1,4V. Da Sie etwas mehr bekommen, würde ich empfehlen, vor Ihrer nächsten Ladung zu prüfen, ob alle auf dem gleichen Potential sind und die über 1,4 V liegenden etwas zu entladen. Ich würde empfehlen, nicht unter 1 V zu entladen, obwohl ich versehentlich mehrmals nach unten gegangen bin und es keine bleibenden Schäden gab.

Für Anwendungen mit sehr niedrigen Strömen können Sie wahrscheinlich bis zu 0,8 gehen, Sie müssen jedoch irgendwo die Linie zeichnen, und ich würde vorschlagen, nicht niedriger als diese zu sein, wenn mehrere Zellen in Reihe verwendet werden, da die Gefahr besteht, dass einige der Zellen aufgeladen werden umgekehrt von den anderen. Dies beschädigt die betroffenen Zellen und zukünftige Ladezyklen werden unzuverlässig, wenn der Delta-V-Ladungsabschluss verwendet wird.

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