Могут ли быть повреждены аккумуляторы?

У меня есть несколько вопросов по поводу разрядки аккумуляторов в проектах с низким энергопотреблением.

Я делал несколько проектов с низким энергопотреблением, используя Arduino Pro Mini, работающую от батарей. Некоторые работают на одном неперезаряжаемом аккумуляторе CR123A, тогда как другие работают на двух или трех перезаряжаемых аккумуляторах AAA. Я удалил регулятор и светодиод питания на Pro Minis и заменил предохранители, чтобы они работали на уровне 1,8 В (или, по моим измерениям, 1,7 В). Таким образом, они потребляют несколько мкА и смогут работать от этих батарей годами.

Меня начало беспокоить то, что эта установка сможет разряжать батареи очень сильно. Согласно кривой напряжения CR123A, он практически разряжается при достижении 1,7 В. То же самое касается двух или трех перезаряжаемых NiMH AAA, которые будут иметь индивидуальное напряжение 0,85 В или 0,55 В. Если только в сами аккумуляторы не встроена защита от разряда. В этом случае проблем может вообще не быть; Я просто не знаю, есть ли такое у батарей типа Eneloops.

Итак, мои вопросы:

1) Имеют ли батареи, такие как CR123A и Eneloops, встроенную защиту от разряда, которая прекращает подачу энергии при слишком низком напряжении?

2) Если нет, будет ли разрядка неперезаряжаемого CR123A опасной или проблематичной? И повредит ли батареям разряд MiMH до 0,85/0,55 В?

3) И вопрос, который, как я полагаю, применим к любому проекту Arduino с батарейным питанием: когда подаваемое напряжение падает ниже предела BOD Pro Minis, Arduino перестанет потреблять энергию или будет продолжать разряжать батареи до тех пор, пока они не разрядятся. совсем пустой? ( В первом случае, я думаю, я мог бы придерживаться заводской настройки BOD на 2,7 В, чтобы защитить батареи.)

4) Наконец, что касается первого вопроса: стоит ли мне попытаться создать в схеме какую-то защиту батареи или в этом нет необходимости при использовании батарей CR123A и NiMH?

, 👍1


1 ответ

Лучший ответ:

1

1) Имеют ли такие батареи, как CR123A и Eneloops, встроенную защиту от разряда, которая прекращает подачу энергии при слишком низком напряжении?

Нет, это не так. Они просто бегут, пока ничего не останется.

2) Если нет, будет ли разрядка неперезаряжаемого CR123A опасной или проблематичной? И повредит ли батареям разряд MiMH до 0,85/0,55 В?

Одну ячейку можно без проблем использовать полностью. NiMH может потребоваться некоторое «восстановление», чтобы снова разбудить их, но у них не должно возникнуть серьезных проблем (и никаких проблем с безопасностью). Однако с батарейками дело обстоит иначе: см. ниже.

3) И вопрос, который, как я полагаю, применим к любому проекту Arduino с батарейным питанием: когда подаваемое напряжение падает ниже предела BOD Pro Minis, Arduino перестанет потреблять энергию или будет продолжать разряжать батареи до тех пор, пока они не разрядятся. совсем пустой? (В первом случае, я думаю, я мог бы придерживаться заводской настройки BOD на 2,7 В, чтобы защитить батареи.)

Это будет продолжать истощать энергию. BOD представляет собой схему сброса, предназначенную для восстановления системы в заведомо исправное состояние после падения напряжения. Постоянное снижение входной мощности выходит за рамки системы БПК. Он просто застрянет в цикле сброса БПК и израсходует всю оставшуюся энергию.

4) Наконец, что касается первого вопроса: стоит ли мне попытаться создать в схеме какую-то защиту батареи, или в этом нет необходимости при использовании батарей CR123A и NiMH?

Для одного неперезаряжаемого аккумулятора вы можете просто дать ему разрядиться. Что касается NiMH, вам необходимо их защитить. Вот почему (и о чем я говорил выше):

Если у вас есть две или более ячеек, соединенных последовательно (батарея), ток течет через все ячейки батареи одинаково. Это нормально, когда все элементы полностью заряжены, однако не бывает двух одинаковых элементов.

По мере того, как батарея разряжается, каждая ячейка в разное время становится «пустой». С одной ячейкой это не проблема, поскольку она просто перестанет обеспечивать достаточный для работы ток. Однако при наличии нескольких ячеек одна из них выйдет из строя раньше других. В этот момент ток, создаваемый другими ячейками, в которых все еще есть некоторый заряд, будет проталкиваться через плоскую ячейку назад. Именно в этот момент плоская клетка безвозвратно повреждается. Ток, текущий через элемент в обратном направлении, попытается обратно зарядить аккумулятор и нарушить его внутренние химические процессы без возможности восстановления.

В лучшем случае ваша батарея теперь будет иметь гораздо меньшую емкость и будет нуждаться в подзарядке гораздо чаще. Худший сценарий: поврежденная ячейка перегревается и взрывается.

Наиболее распространенной проблемой, вызванной обратной зарядкой, является осаждение кристаллов металла на диэлектрике (сепараторе между двумя электродами) в ячейке, которые растут и пробивают диэлектрик, вызывая короткие замыкания внутри ячейки. Из этого нет пути назад.

Поэтому вам следует защитить свои NiMH аккумуляторы от чрезмерного разряда, отключив питание цепи, когда напряжение падает ниже определенного порога. Вам также следует заряжать все элементы по отдельности, а не вместе последовательно, иначе они окажутся несбалансированными, и могут возникнуть те же проблемы, что и чрезмерная разрядка.

В качестве примечания: я использую термины «элемент» и «батарея» в их «правильном» использовании: ячейка — это отдельная единица, производящая энергию, например, «батарея» типа АА. . Батарея – это набор ячеек. Это правильное использование этих слов, а не общепринятое использование, когда батарея также может означать ячейку. Я использую эти термины специально для того, чтобы различать отдельный модуль и набор модулей из-за существенных различий в том, как с ними обращаться. Это поможет избежать путаницы, если вы знаете, что я говорю, например, об одной АА (элементе) или о группе из трех АА, соединенных последовательно (батарея).

,
Смотрите также: