Tengo un paquete de baterías de NiMH. Son diez celdas con 1.2V, 4000mAh cada una, juntas en serie. Entonces el voltaje nominal es de 12V. Después de cargar, es decir, cuando el dispositivo de carga dice que está terminado, mido 14.3V.
Cuando descargo ahora, ¿a qué voltaje debo considerar que mi batería está "vacía"? ¿Es este el voltaje más bajo al que puedo descargarlo sin dañarlo? ¿Qué voltaje es ese?
Las células de NiMH comienzan a aproximadamente 1,5 V justo cuando están completamente cargadas, caen a aproximadamente 1,2 V la mayor parte de su vida útil y están prácticamente vacías a 900 mV. Parar allí suele ser seguro. 800 mV es donde definitivamente desea detenerse para evitar daños. Queda tan poca energía en ese punto que de todos modos no hay beneficio en drenar la célula.
Por lo tanto, puede pensar que su paquete de 10 celdas puede descargarse a 9 u 8 V, pero desafortunadamente no. Siempre habrá algún desequilibrio entre las células. Si puede medir celdas individuales, puede avanzar hasta que la celda más baja alcance los 800 mV, pero luego detenerse de inmediato. La celda con menor capacidad llegará primero. Una vez que lo hace, su resistencia interna aumenta y una mayor corriente hace que el voltaje caiga rápidamente, causando daños permanentes.
10 células de NiMH realmente no se deben poner en serie sin una forma de al menos medir células individuales. Si diseñó la batería, entonces necesita arreglar esto. Si alguien más lo hizo, entonces no son confiables y sería una buena idea deshacerse de ellos y encontrar a alguien que sepa lo que está haciendo. Con 10 celdas, es difícil elegir un punto de parada razonable porque el posible desequilibrio entre las celdas podría ser significativo, especialmente después de unos pocos ciclos de carga / descarga. Tal vez use un promedio de 1.1 V por celda, pero esta no es una buena manera de lidiar con un paquete de 10 celdas.
Tendrá el mismo problema con la carga. Tendrá que usar una corriente de carga relativamente baja, como tal vez C / 4 hasta que piense que la primera celda está casi llena, luego tal vez una C / 10 más o menos para que la carga gotee durante un par de horas para que las otras celdas se pongan al día. Nuevamente, la respuesta correcta es no meterse en este lío en primer lugar. Los paquetes con esta cantidad de celdas deben medir al menos celdas individuales, y la mejor manera es tener algunos circuitos de equilibrio de carga. Esto deriva algo de corriente de carga alrededor de las celdas llenas para que no se sobrecarguen mientras las celdas menos llenas se ponen al día. Por supuesto, esto requiere medir celdas individuales para saber cuándo habilitar las derivaciones por celda.
Nuevamente, trabaje con alguien o una empresa que realmente sepa lo que está haciendo. Este tipo de cosas es mucho más complejo de lo que parece a primera vista.
Lo entendiste bien ... Lo mismo con los LED, son simples y las personas los ejecutan en serie y se preguntan qué sucede cuando se apaga y luego se desvía rápidamente. El almacenamiento de carga cerca de cero V hace que la alta impedancia sea un voltaje negativo. Lo mismo ocurre con las baterías en serie. Tenga cuidado con los cortos o ciclos de descarga rápidos. Necesitas entender esto para saber qué sucede realmente. Puntos positivos Olin ... esto es difícil de explicar con 174 caracteres restantes.
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75
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Mmm, ok. Compré una batería preensamblada con las diez celdas en serie. Lo que escribes no suena muy reconfortante. Desafortunadamente, no es posible medir las celdas individualmente, al menos no sin abrir un poco todo el conjunto.
Hasta B
@TillB: ¿Es este un paquete personalizado que esta compañía hizo para usted, o es uno de sus productos estándar? Si es esto último, denos un enlace a la hoja de datos.
Olin Lathrop
Está fuera de la plataforma. Cargué la hoja de datos en mi dropbox: tinyurl.com/bpukjow pero es solo para una sola celda. De esto leería que puedo descargar hasta 10V (para todo el paquete).
Hasta B
1
@TillB Mi fórmula también es utilizada por Varta, un líder en tecnología de baterías varta-microbattery.com/applications/mb_data/documents/… V (corte / paquete) = 1.2V * (N celdas-1) cuanto más grande es la cuerda, mayor es El riesgo de reversión, por lo tanto, un mayor corte por celda. a menos que gestione las celdas individualmente (como se indica en mi respuesta)
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75
7
Lo sé ... viejo post ... todavía ...
LOL ante las críticas de la sabiduría de ponerlos en serie. Si bien es completamente preciso al expresar el ideal, hay un término medio. Saluda a mi paquete de baterías híbridas Honda Civic '06: 132 celdas D en serie compuestas por once conjuntos soldados de 12 celdas. Sin capacidad de monitoreo de voltaje de celda.
Después de una carga lenta de 18 horas C / 18.5 a 186.8V, llevé todo el paquete a 100V (.76V / celda) con una bombilla de 40W durante un esfuerzo de restauración (antes de acercarme a 100V, usé un halógeno de 500W seguido de un tungsteno de 100W). Llevé los conjuntos individuales de 12 celdas a 8.5-9V con un ventilador de computadora de .4A de 120 mm.
Hice 3 ciclos de carga / descarga bajando progresivamente hasta alcanzar los 100V antes mencionados. También dejé que el paquete descansara y se recuperara a 112V más o menos antes de volver a bajarlo a 100V (tomó solo un par de minutos, repetido algunas veces). Nunca dejé el paquete fuera de mi vista o miré el voltímetro durante más de unos segundos durante todo el proceso.
Mis esfuerzos han valido la pena. Una batería esencialmente no funcional (durante los últimos 1,5 años, siempre que no haya asistido eléctricamente y haya activado una recalibración de la batería cada cinco minutos) se ha restaurado para que funcione correctamente. Este paquete tiene 132k millas y ha vivido durante 8 años en calor AZ.
TL; versión DR:
1V / celda con carga C, luego 0.8V / celda con una carga C / 16 DESPUÉS de una carga lenta de "remojo" a C / 10 o menos para asegurar que todas las celdas estén en su capacidad máxima antes de la descarga.
Para NiMH .. Cuando descargo, ¿a qué voltaje está "vacío"?
Depende de la velocidad de descarga indicada por una relación de la capacidad, C (Amp-hr). La mayoría de los fabricantes (Sanyo y Panasonic, por ejemplo) miden la capacidad a una velocidad de descarga de C / 5 , que se denomina velocidad de descarga de cinco horas .
¿Qué voltaje es ese?
Se usa un voltaje de corte de 1.05V / celda cuando se descarga a la tasa C / 5 y 0.9V / celda cuando se descarga a la tasa C.
Puedes usar la fórmula:
Vcutoff/pack=1.2V⋅(Ncells−1)
This gives a cut off of
0.9V per cell for a four (4) cell battery pack,
1.05V for an eight (8) cell battery pack.
Is this the lowest voltage that I can discharge it to without damaging it?
For short term, NO, for long term, YES.
You do not want to leave the batteries flat for extended periods of time otherwise a corrosion that insulates the plates starts and reversing the polarity from fast series cell discharges can cause damage.
So C discharge rate is aggressive and C/5 is safer. It depends how long you want it to last. as discharge depth x # of cycles is accumulates to the life expectancy under normal temperatures.
In addition lifetime can be reduced faster with temperature rise and thermal sensors to cut-out the charger are the cheap solution to chargers. Heat management and temperature monitor as well as V "empty" thresholds are the features of intelligent chargers.
If you do not adhere to the above cut-out rules then you need the individual cell sensors and shunt controls, suggested by Olin below to regulate each cell to prevent inverse voltages on any cell that would make the pack fail. This design enhancement extends the range of storage without failure... neglecting individual cell voltage can lead to early failure
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75
I'm confused by your cutoff voltages: you give two different voltages for two different discharge rates, and you also give a formula for voltages for different sizes of packs. But these conditions are orthogonal: I can discharge a large pack quickly, a small pack quickly, a large pack slowly or a large pack slowly. How do I determine cutoff voltage with a particular pack size and at a particular discharge rate?
Mathieu K.
The longer the pack string, the higher the cutoff threshold due to mismatch risk of cell failure. This is defined by the formula. C rate dependency is somewhat nonlinear. C rate threshold rises with more risk of unbalanced weak cell for same reason at a faster discharge rate . So C/5 raises it ~15%. Apply both methods for survival of the weakest cell which raises cutout.
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75
One can always squeeze out more capacity but at the loss of long term extended capacity.
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75
3
NiMH cells have a value of 1.2V for most of their discharge cycle. Fully charged they are about 1.4V. Since you are getting slightly more I'd recommend checking that they are all at the same potential and slightly discharging the ones above 1.4V before your next charge. I'd recommend not discharging below 1V though I've gone lower a number of times by accident and there was no permanent damage.
For really low current applications you can probably go down to about 0.8, you do have to draw the line somewhere though and I'd suggest not lower than this when using multiple cells in series since the danger exists for some of the cells to be charged in reverse by the others. This damages the affected cells and future charge cycles become unreliable when using delta V charge termination.
Lo sé ... viejo post ... todavía ...
LOL ante las críticas de la sabiduría de ponerlos en serie. Si bien es completamente preciso al expresar el ideal, hay un término medio. Saluda a mi paquete de baterías híbridas Honda Civic '06: 132 celdas D en serie compuestas por once conjuntos soldados de 12 celdas. Sin capacidad de monitoreo de voltaje de celda.
Después de una carga lenta de 18 horas C / 18.5 a 186.8V, llevé todo el paquete a 100V (.76V / celda) con una bombilla de 40W durante un esfuerzo de restauración (antes de acercarme a 100V, usé un halógeno de 500W seguido de un tungsteno de 100W). Llevé los conjuntos individuales de 12 celdas a 8.5-9V con un ventilador de computadora de .4A de 120 mm.
Hice 3 ciclos de carga / descarga bajando progresivamente hasta alcanzar los 100V antes mencionados. También dejé que el paquete descansara y se recuperara a 112V más o menos antes de volver a bajarlo a 100V (tomó solo un par de minutos, repetido algunas veces). Nunca dejé el paquete fuera de mi vista o miré el voltímetro durante más de unos segundos durante todo el proceso.
Mis esfuerzos han valido la pena. Una batería esencialmente no funcional (durante los últimos 1,5 años, siempre que no haya asistido eléctricamente y haya activado una recalibración de la batería cada cinco minutos) se ha restaurado para que funcione correctamente. Este paquete tiene 132k millas y ha vivido durante 8 años en calor AZ.
TL; versión DR:
1V / celda con carga C, luego 0.8V / celda con una carga C / 16 DESPUÉS de una carga lenta de "remojo" a C / 10 o menos para asegurar que todas las celdas estén en su capacidad máxima antes de la descarga.
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Depende de la velocidad de descarga indicada por una relación de la capacidad, C (Amp-hr). La mayoría de los fabricantes (Sanyo y Panasonic, por ejemplo) miden la capacidad a una velocidad de descarga de C / 5 , que se denomina velocidad de descarga de cinco horas .
Se usa un voltaje de corte de 1.05V / celda cuando se descarga a la tasa C / 5 y 0.9V / celda cuando se descarga a la tasa C.
Puedes usar la fórmula:
This gives a cut off of 0.9V per cell for a four (4) cell battery pack, 1.05V for an eight (8) cell battery pack.
For short term, NO, for long term, YES.
You do not want to leave the batteries flat for extended periods of time otherwise a corrosion that insulates the plates starts and reversing the polarity from fast series cell discharges can cause damage.
So C discharge rate is aggressive and C/5 is safer. It depends how long you want it to last. as discharge depth x # of cycles is accumulates to the life expectancy under normal temperatures.
In addition lifetime can be reduced faster with temperature rise and thermal sensors to cut-out the charger are the cheap solution to chargers. Heat management and temperature monitor as well as V "empty" thresholds are the features of intelligent chargers.
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NiMH cells have a value of 1.2V for most of their discharge cycle. Fully charged they are about 1.4V. Since you are getting slightly more I'd recommend checking that they are all at the same potential and slightly discharging the ones above 1.4V before your next charge. I'd recommend not discharging below 1V though I've gone lower a number of times by accident and there was no permanent damage.
For really low current applications you can probably go down to about 0.8, you do have to draw the line somewhere though and I'd suggest not lower than this when using multiple cells in series since the danger exists for some of the cells to be charged in reverse by the others. This damages the affected cells and future charge cycles become unreliable when using delta V charge termination.
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