ニッケル水素電池の、放電充電実験
Tuesday, February 27, 2007
暇な、あっしで、すみません。
ということで、ニッケル水素電池を、放電して、充電する実験を、休みで繰り返してたんですけど、ある程度、データのとるコツがわかったので、、、、
ええっと、4本の電池を直列で、500mAの定電流回路で充電します。
電圧と、電池の表面温度測ります。所詮テスターと、温度計なんだけど、、、
さて、何のためかと言えば、、、、んんん、、研究のため(笑)。
あと、この程度の電流じゃ、テスターで、-ΔV(充電完了後しばらくすると充電電圧が落ちる現象)を見るのは無理、ということと、この測定の仕方では、-ΔVより、ΔT/Δt (単位時間当たりの温度上昇率)は、測れる、ということがある程度、わかった後で、、、、
データ取りしました。
この電池、350mAで35分ほど使ってるので、200mAhほど使った計算。
で、500mAで充電してるので、充電効率が100%としたら、24分で終わるけど、実際には、充電の終期なので、最も効率が悪いあたりです。(過充電による正極で発生した酸素ガスが、負極の再結合反応で、再び戻っていき内圧を下げるために頑張ってるらしい。でこの反応に熱がでる。その割合が多くなるのが充電の終期ということらしい。)
ええっと、45分から、50分の間で、温度上昇が急激になっていますね。
ここらあたりで、さっき書いた反応の割合が一気に増えてきてるということらしいので、ここで充電をやめるのがいいんだろうなあ。で、さっき書いた、24分で終わるのが45分から50分かかってるということは、最後の200mAを充電するための効率は、50%ということですね。
あと、おそらく-ΔVが検出できるのは50分か55分のあたりだろうなあ。つまり、-ΔVを検出したときは既にある程度の過充電が起きてるってこと。(panasonicの技術資料にもそれは書いてある。)
さて、実際の充電回路では、こんな表面温度計つけるより、-ΔVを計測するほうが、安くつくんだろうけど、自分でもし充電器作るとすれば、ΔT/Δtを計測するほうが、簡単っぽい。
というか、それも、俺の腕ではかなり難しいんだけど、、、
さて、どうしようかなあ。とりあえず、サーミスタと、アルミ製の電池ケースを買ってきて、こんな仕様でどうだろう。
1.4本セットの電池を500mAhで充電する。
2.設定した電圧に達するか、
3.アルミ製の電池ケースの温度が室温より、設定した温度差高くなるか、
4.タイマーで設定した時間過ぎるか、
すれば、充電電流を、100mA程度に落として充電を続ける、、、
で、、ポイントはこれ。
充電する前に、2,3,4の値を、4本セットの能力にあわせ、可変抵抗で設定して、充電。
可変抵抗の設定値を決めるのが、安全策みてもおもしろくないし、あまり危険な設定したら、
災害、、、という、ワクワク、ドキドキの、楽しい眠れない夜がすごせるという、素敵な世界。
とか、考えてたら、まじめに作りたくなってきた。どうしよう。
で、1年ぐらい使って、勘所がわかってきたら、マイコンに手出して、もっと高級な充電器作るとか、、、
ということで、ニッケル水素電池を、放電して、充電する実験を、休みで繰り返してたんですけど、ある程度、データのとるコツがわかったので、、、、
ええっと、4本の電池を直列で、500mAの定電流回路で充電します。
電圧と、電池の表面温度測ります。所詮テスターと、温度計なんだけど、、、
さて、何のためかと言えば、、、、んんん、、研究のため(笑)。
あと、この程度の電流じゃ、テスターで、-ΔV(充電完了後しばらくすると充電電圧が落ちる現象)を見るのは無理、ということと、この測定の仕方では、-ΔVより、ΔT/Δt (単位時間当たりの温度上昇率)は、測れる、ということがある程度、わかった後で、、、、
データ取りしました。
この電池、350mAで35分ほど使ってるので、200mAhほど使った計算。
で、500mAで充電してるので、充電効率が100%としたら、24分で終わるけど、実際には、充電の終期なので、最も効率が悪いあたりです。(過充電による正極で発生した酸素ガスが、負極の再結合反応で、再び戻っていき内圧を下げるために頑張ってるらしい。でこの反応に熱がでる。その割合が多くなるのが充電の終期ということらしい。)
ええっと、45分から、50分の間で、温度上昇が急激になっていますね。
ここらあたりで、さっき書いた反応の割合が一気に増えてきてるということらしいので、ここで充電をやめるのがいいんだろうなあ。で、さっき書いた、24分で終わるのが45分から50分かかってるということは、最後の200mAを充電するための効率は、50%ということですね。
あと、おそらく-ΔVが検出できるのは50分か55分のあたりだろうなあ。つまり、-ΔVを検出したときは既にある程度の過充電が起きてるってこと。(panasonicの技術資料にもそれは書いてある。)
さて、実際の充電回路では、こんな表面温度計つけるより、-ΔVを計測するほうが、安くつくんだろうけど、自分でもし充電器作るとすれば、ΔT/Δtを計測するほうが、簡単っぽい。
というか、それも、俺の腕ではかなり難しいんだけど、、、
さて、どうしようかなあ。とりあえず、サーミスタと、アルミ製の電池ケースを買ってきて、こんな仕様でどうだろう。
1.4本セットの電池を500mAhで充電する。
2.設定した電圧に達するか、
3.アルミ製の電池ケースの温度が室温より、設定した温度差高くなるか、
4.タイマーで設定した時間過ぎるか、
すれば、充電電流を、100mA程度に落として充電を続ける、、、
で、、ポイントはこれ。
充電する前に、2,3,4の値を、4本セットの能力にあわせ、可変抵抗で設定して、充電。
可変抵抗の設定値を決めるのが、安全策みてもおもしろくないし、あまり危険な設定したら、
災害、、、という、ワクワク、ドキドキの、楽しい眠れない夜がすごせるという、素敵な世界。
とか、考えてたら、まじめに作りたくなってきた。どうしよう。
で、1年ぐらい使って、勘所がわかってきたら、マイコンに手出して、もっと高級な充電器作るとか、、、
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