Caída de voltaje de la batería NiMH bajo carga

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Tengo un paquete de joroba de NiMH de 8,4 V y 5000 mAh con 2 ventiladores de refrigeración de PC, cada uno de los cuales consume ~ 5A.

Cuando encendí el sistema (voltaje de la batería ~ 9V), los ventiladores funcionaron bien por un momento, pero luego la salida de voltaje de la batería comienza a disminuir. Después de ~ 5 segundos, se estabilizó a ~ 7V. Después de unos 5-10 segundos más, apagué el sistema y el voltaje de la batería aumentó hasta 8.4V (no estoy seguro de qué tan rápido, mi voltímetro analógico no responde rápidamente). Hice lo mismo otra vez: el mismo resultado.

Sin embargo, cuando ejecuté solo 1 ventilador, el voltaje de la batería se mantuvo cerca de 8.4V.

¿Qué le está pasando a mi paquete? ¿Y cómo lo arreglo?

Historial de la batería: La batería tiene ~ 5 meses de antigüedad con < 50 cargos en el mismo. He estado usando un cargador inteligente que tiene un corte automático. Los primeros ~ 10 cargos fueron a 1C, pero ahora cobro a 0.1C o menos. Puede haberse sobrecargado varias veces y al menos una vez que llegó a ~ 7V o menos.

    
pregunta dpdt

1 respuesta

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Su tasa de descarga es demasiado alta.

Estás dibujando 10A de una batería de 5000mAh. La mayoría de las baterías NiMh están clasificadas para su descarga a una fracción de la calificación de mAh. Los con los que solía trabajar tenían una calificación de descarga de .2 veces la clasificación de mAh. Por lo tanto, su paquete de baterías no debe descargarse a más de 1A según las reglas con las que solía trabajar.

Cuando se descargan a una velocidad demasiado alta, las baterías de NiMh se dañan. La resistencia interna aumenta cada vez que descarga la batería demasiado rápido. Ese aumento en la resistencia interna es permanente. Eventualmente, la resistencia interna será tan alta que no podrá hacer un uso efectivo de la batería.

La batería todavía tiene su capacidad total. Si descarga lentamente una batería de NiMh cuya resistencia interna ha aumentado debido a una manipulación incorrecta, medirá cerca de su capacidad nominal. Sin embargo, si intenta extraer una corriente más alta, el voltaje disminuirá. Este es el efecto que estás viendo.

La única solución que conozco es reemplazar las celdas dañadas

A mediados de la década de 1990, Motorola lanzó el modelo de radio portátil de dos vías Visor. Era una radio del tamaño de un puño capaz de transmitir a 5 vatios, la primera radio tan pequeña en ser tan poderosa.

El visor se entregó con una batería de 600 mAh NiMh.

La compañía para la que trabajé vendió cientos de cosas. Todos los amaron, hasta que las baterías empezaron a morir.

Motorola reemplazó las baterías de 600 mAh con algunas baterías "mejoradas" que entregaron aproximadamente 700mAh en el mismo tamaño físico.

Estos murieron incluso más rápido que los originales.

Investigamos y encontramos que los analizadores de baterías típicos le darían a las baterías "muertas" un buen estado de salud. Según ellos, las baterías estaban bien.

Sin embargo, las radios se apagarían y reiniciarían si se usaran las baterías dañadas.

Los probé con una plataforma que construí con un DAQ, LabView y una derivación actual, y encontré que la resistencia interna de las baterías era ridículamente alta. Esto hizo imposible extraer una alta corriente de las baterías dañadas.

Más investigaciones revelaron la recomendación del fabricante de celdas NiMh de nunca descargarlas a más de 0.2 de la capacidad nominal.

El Visor dibujó aproximadamente 2A cuando se transmitía a 5W. Eso es como 20 veces el máximo sugerido por el fabricante.

La solución fue usar la batería opcional de alta capacidad para un funcionamiento de 5 vatios, o simplemente reemplazar las baterías pequeñas cuando se agotaron; la mayoría de nuestros clientes necesitaban alta potencia y tamaño pequeño, por lo que solo se presupuestaron para MUCHOS reemplazos.

La compañía para la que trabajé en ese entonces tenía un buen contacto con Cadex. A nuestra solicitud, agregaron una prueba de resistencia interna para baterías de NiMh al C7000 para que tuviéramos un rápido pase / falla para revisar las baterías. Esa característica todavía está en el C7000 hasta el día de hoy.

En realidad probé varias baterías para destruirlas simulando patrones de uso típicos. Corrí la simulación a 5W con las baterías de 600mAh, y murieron. La misma prueba en 1W no mató las baterías de 600mAh. Las baterías más grandes sobrevivieron todas las pruebas de 5W.

    
respondido por el JRE

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