User manual

3
Všeobecné informace o akumulátorech
a) Akumulátory NiCd
Výhody:
• Malý vnitřní odpor.
• Plochá vybíjecí charakteristika.
• Možnost použití rychlého nabíjení.
• 1000 až 2000 nabíjecích a vybíjecích cyklů.
• Možnost dlouhodobého skladování vybitých akumulátorů.
• Vysoká hustota (koncentrace) energie (cca 50 Wh/kg).
• Schopnost dodávat velké proudy (velký odběr proudu).
Nevýhody:
• Tyto akumulátory trpí takzvaným paměťovým efektem.
• Relativně vysoké samovybíjení.
• Tyto akumulátory obsahují životu nebezpečný těžký kov (kadmium).
• Připravuje se zákaz prodeje těchto akumulátorů v EU.
b) Akumulátory NiMH
Výhody:
• Vyšší kapacita než u akumulátorů NiCd (při stejné velikosti).
• Šetří životní prostředí (neobsahují kadmium).
• 1000 až 2000 nabíjecích a vybíjecích cyklů.
• Vysoká hustota (koncentrace) energie (cca 50 - 70 Wh/kg).
Nevýhody:
• Nižší schopnost dodávat velké proudy (nižší odběr proudu).
• Velmi rychlé samovybíjení.
• Tyto akumulátory trpí takzvaným paměťovým efektem (avšak méně než NiCd).
• Omezený rozsah provozní teploty.
• Náchylnost na nabíjení / vybíjení (například přebití nebo podvybití).
Co znamená pojem paměťový efekt akumulátorů NiCd
Upozornění: Tímto paměťovým efektem trpí částečně i akumulátory NiMH.
Jestliže provedete dobití akumulátoru NiCd před jeho úplným vybitím pomocí normálních nabíječek, mohou
se vytvořit na jeho záporné elektrodě krystalky kadmia. Akumulátor si zapamatuje tento neúplný stav vybití
a uloží jej „jakoby do své paměti“. Po vícenásobném zopakování těchto dílčích dobíjení akumulátoru (bez
jeho předchozího vybití) se kapacita takto udržovaného akumulátoru stále snižuje. Tomuto jevu lze zabránit
tím, že dříve než přistoupíte k nabíjení tohoto typu akumulátoru, počkáte, dokud se akumulátor zcela
nevybije.
Tento paměťový efekt vzniká i následkem velmi malých nabíjecích a vybíjecích proudů jakož i po delším
skladování akumulátorů. Kromě toho se ještě vytvářejí na niklové elektrodě těchto akumulátorů krystalky
hydroxidu draselného, které brání efektivnímu využití plochy této elektrody.
Akumulátory NiCd (případně NiMH) postižené paměťovým efektem lze znovu oživit (provést jejich
regeneraci) ve speciálních nabíječkách s funkcí vybíjení.
K potlačení tohoto paměťového efektu doporučují výrobci standardních nabíječek provádět v pravidelných
intervalech (po každém 5. až 10. nabití) vybití akumulátoru až na jeho dovolené koncové napětí.
U této nabíječky tento problém odpadá (akumulátor nemusíte zcela vybíjet), neboť je tato nabíječka
vybavena funkcí vybíjení akumulátorů.
4
Poznámky ke konstrukci a k nabíjení akumulátorů NiCd a NiMH
Na rozdíl od obyčejných baterií, které získají potřebné napětí (potřebný náboj) již při výrobě, představují
akumulátory elektrochemické zásobníky, které je třeba před jejich použitím nabít. Akumulátory se skládají ze
dvou elektrod a elektrolytu. Uvnitř akumulátoru probíhají chemické reakce, které jsou zvratné a dokážou tak
znovu nabít vybitý akumulátor.
Pokud je do nabíjeného akumulátoru přiváděn příliš vysoký nabíjecí proud, pak vznikají následkem
elektrolýzy na elektrodách malé bublinky kyslíku, které zmenšují účinnou plochu elektrod a způsobují
zvýšení vnitřního odporu akumulátorů. Tím dochází ke snížení efektivnosti nabíjení, akumulátor se stále
více a více zahřívá, neboť do něj nelze zcela uložit všechnu přiváděnou energii. V tomto případě může tlak
uvnitř akumulátoru dosáhnout velmi vysokých hodnot, což může způsobit vypouštění plynu bezpečnostním
ventilkem akumulátoru.
K nabíjení akumulátoru je třeba použít takzvané nabíjecí napětí, které musí být vyšší než jmenovité napětí
akumulátoru. Kromě toho musí být při nabíjení akumulátoru použito větší množství elektrické energie (mAh,
Ah), než dokáže nabíjený akumulátor přijmout (než je jeho jmenovitá kapacita). Tento poměr přiváděné
a odebírané energie nazýváme účinností akumulátoru. Typická nabíjecí účinnost akumulátorů NiCd a NiMH
je asi 0,72. To znamená, že musíme do akumulátoru přivést 140 % energie, abychom jej nabili na 100 %
jeho jmenovité (respektive dosažitelné) kapacity.
Příklad: Při jmenovité kapacitě akumulátoru 2000 mAh musíme do něj přivést 2800 mAh.
Kapacita (elektrická energie), kterou lze z akumulátoru (z akumulátorové baterie) odebrat a která značně
závisí na odebíraném (vybíjecím) proudu, je směrodatnou charakteristikou stavu a kvality akumulátoru.
Při nabíjení do akumulátoru přiváděnou energii nelze považovat za rozhodující hodnotu, která by
vypovídala o stavu akumulátoru, neboť při tomto procesu se část této energie ztrácí (například přeměnou
v tepelnou energii).
Jmenovitá kapacita akumulátoru, kterou uvádí jeho výrobce, znamená teoreticky maximální množství
náboje, které může akumulátor vydat (poskytnout). To znamená, že z akumulátoru s jmenovitou kapacitou
2000 mAh můžeme teoreticky odebírat po dobu dvou hodin proud o hodnotě 1000 mA (1 A). Tato hodnota
však závisí na mnoha faktorech (na stavu akumulátoru, na velikosti vybíjecího proudu, na jeho stáří, na
teplotě atd.). Dejte rovněž pozor na to, že u většiny akumulátorů všech typů dochází časem k jejich
samovybíjení.
Vysvětlení pojmu „C rate“ a „nabíjecí účinnost akumulátoru“
U nabíječek je velmi významný pojem „C rate“ (anglicky „míra kapacity“, vybíjecí [nabíjecí] proud).
Tato míra kapacity (dále jen „C“ nebo „CA“) představuje hodnotu elektrického proudu, která se normálně
uvádí při nabíjení nebo vybíjení akumulátoru (tato takto označovaná hodnota znamená tedy nabíjecí nebo
vybíjecí proud). Přitom odpovídá tato hodnota v ampérech jmenovité kapacitě akumulátoru
v ampérhodinách, to znamená, že pro akumulátor s jmenovitou kapacitou 2000 mAh platí „1C = 2000 mA“
(2C = 4000 mA).
Dejte přitom pozor na to, že kapacita (energie), kterou můžete odebrat z akumulátoru, závisí na vybíjecím
proudu (na proudu, který z akumulátoru odebíráte). Čím nižší bude hodnota vybíjecího proudu, tím vyšší
bude i energie (kapacita), kterou budete moci odebrat z akumulátoru.
Míra kapacity akumulátorů „C“ (nebo případně „CA“ = vybíjecí proud) bývá uváděna u renomovaných
výrobců většinou jako „C/3“. To znamená, že můžeme z akumulátoru s jmenovitou kapacitou 2500 mAh
odebírat proud o hodnotě 850 mA (= cca „C/3“), abychom z něho odebrali jeho plnou jmenovitou kapacitu.
Uvede-li naopak výrobce akumulátoru s jmenovitou kapacitou 2500 mAh vybíjecí proud „C/10“, což
znamená 250 mA, pak musíme vycházet z toho, že při vybíjecím (odebíraném) proudu 850 mA
neodebereme z akumulátoru jeho plnou kapacitu, tedy 2500 mAh! Akumulátory s označením „C/10“ patří
mezi akumulátory horší kvality.
Nabíjecí účinnost akumulátoru (nabíjecí koeficient): K určení doby trvání nabíjení akumulátoru je třeba
zohlednit jeho nabíjecí účinnost neboli nabíjecí koeficient (Charge factor). Energie, kterou budeme muset
dodat akumulátoru s jmenovitou kapacitou 1500 mAh je třeba v normálním případě vynásobit koeficientem
1,4 (140 %), z toho vyplývá: 1,4 x 1500 mAh = 2100 mAh.
Bude-li činit u tohoto akumulátoru zvolený nabíjecí proud „2C = 3000 mA“, pak z toho vyplývá doba trvání
nabíjení: 2100 Ah / 3000 mA = 0,7 hodin, čili asi 42 minut.
Mnozí výrobci akumulátorů NiCd nebo NiMH (nebo jiných typů akumulátorů) uvádějí pro rychlé nabíjení
svých akumulátorů hodnotu parametru „C rate“ až „1C“. Nabíjecí proud je přitom považován za konstantní
a nepřerušovaný.