تُشحن السلسلة المتسلسلة جميع الخلايا بنفس التيار لكنها لا تضمن وصولها إلى الشحن الكامل معًا، وفي تلك الفجوة يكمن معظم متاعب NiMH على مستوى الحزمة. تختلف الخلايا قليلًا في السعة والتفريغ الذاتي والمقاومة منذ التصنيع وتتباعد أكثر مع العمر؛ وأثناء الشحن تعني هذه الفروق أن بعض الخلايا تصل إلى الامتلاء وتدخل في إعادة الاتحاد المُتلف بينما لا تزال خلايا أخرى تحتاج إلى تيار، أما الجهد على مستوى الحزمة الذي يراقبه شاحن بسيط فيصبح متوسطًا ضبابيًا يخفي الإساءة. توضح هذه الورقة كيف يتطور عدم التطابق خلال الشحن، ولماذا تحدد أول خلية ممتلئة فعليًا مصير السلسلة، وكيف ينخر عدم التطابق في الإنهاء والعمر، وماذا يمكن أن تفعل المطابقة والطوبولوجيا والمراقبة – تمهيدًا لورقة الموازنة التي تليها.
حتى خلايا الإنتاج المطابقة تحمل انتشارًا صغيرًا في السعة والمقاومة الداخلية؛ والتخزين بمعدلات تفريغ ذاتي مختلفة وتاريخ حراري متنوع يوسّع فروق SOC الأولية، وفي الخدمة تضخّمها الحرارة والتقادم غير المنتظمين – فالخلايا الأكثر سخونة تتقادم أسرع وتفقد السعة، مما يجعلها تصل للامتلاء أبكر، مما يجعلها تعمل أكثر سخونة: حلقة تباعد. إن الحزمة التي تبدأ مطابقة جيدًا لا تبقى مطابقة.
إن قياس انتشار المدخلات (تصنيف السعة، فرز المقاومة) يحد من التباعد الأولي؛ والتحكم في المجال الحراري (الورقة 28) يحد من التباعد أثناء الخدمة؛ ولا يمكن استبعاد أي منهما، لذا يجب أن تتسامح استراتيجية الشحن مع انتشار متبقٍ.
بما أن تيار السلسلة متطابق، فإن الخلية ذات السعة القابلة للاستخدام الأصغر أو SOC الابتدائي الأعلى تصل إلى 100 بالمائة أولًا؛ ويدفعها تيار السلسلة المستمر إلى إعادة اتحاد الأكسجين والتسخين بينما تستمر الخلايا المتأخرة في تخزين الشحنة. يبلغ جهد أول خلية ممتلئة ذروته ويبدأ في الهبوط رغم أن جهود الخلايا المتأخرة لا تزال ترتفع، لذا فإن جهد الحزمة المجموع – الإشارة الوحيدة التي يراها شاحن على مستوى السلسلة – يلطّخ الذروات الفردية في ميزة عريضة ضعيفة (الأثر الذي قُدّم في الورقة 6).
لا تستطيع الحزمة الإنهاء بنظافة: فالتوقف عند ذروة الخلية الأولى يُنقص شحن الخلايا المتأخرة، ويترك سعة غير مستخدمة ويزيد سوء عدم الاتزان المُدرك؛ أما الاستمرار في ملء الخلايا المتأخرة فيفرط شحن أول خلية ممتلئة وينفق عمرها في كل دورة. إن عدم التطابق يحوّل قرارًا واحدًا إلى مفاضلة.
تُظهر الخلايا ذات المقاومة الأعلى هبوط جهد أكبر وتولّد مزيدًا من حرارة I-تربيع-R، وتضيف إعادة اتحاد أول خلية ممتلئة حرارة فوقها؛ وتصبح هذه الخلايا الساخنة للحزمة (الورقة 28)، كما أن دفءها الموضعي يخفّض أكثر كمون تطور الأكسجين لديها فتُفرط شحنها أبكر. وهكذا يتعاضد عدم التطابق الكهربائي وعدم التطابق الحراري، فيحصران التآكل في مجموعة فرعية من الخلايا تتقادم قبل البقية وتجر في النهاية سعة الحزمة بأكملها إلى مستواها.
سعة الحزمة يحددها أضعف خلية فيها في الاتجاهين: فخلية السعة المنخفضة تفرغ أولًا عند التفريغ وتمتلئ أولًا عند الشحن، لذا فإن تقليل عدم التطابق يعادل استعادة طاقة الحزمة القابلة للاستخدام وإطالة عمر الحزمة.
تتطلب قيمة -ΔV نظيفة أن تبلغ جميع الخلايا ذروتها معًا؛ ومع عدم التطابق تحدث الذروات الفردية في أوقات مختلفة وتلغي بعضها بعضًا جزئيًا في المجموع، مما يقلل مقدار الانخفاض على مستوى الحزمة ويؤخره حتى يُفرط شحن الغالبية. وكلما زاد الانتشار، احتاج الشاحن أكثر إلى الاعتماد على الحرارة والمؤقتات – وكلما امتصت الخلايا القائدة مزيدًا من الإساءة قبل أن تُفعَّل. هذا سبب رئيسي يجعل الخلايا المطابقة، وفي الحزم الأكبر الإشراف على كل خلية، أهم من خوارزمية إنهاء الشاحن.
يمكن لنبضات Reflex السالبة (الورقة 14) أن تُرخي التباعد هامشيًا عبر ترك الخلايا القائدة تتراجع، لكنها لا تحل محل المطابقة أو الموازنة النشطة، وقد تؤدي إلى عكس الخلايا المتأخرة إذا أُسيء استخدامها.
مراقبة جودة المدخلات – تصنيف السعة وفرز المقاومة في فئات ضيقة – هي خط الدفاع الأول والأرخص؛ أما الطوبولوجيا فهي الثاني (قنوات شحن مستقلة لحزم المستهلك الصغيرة، إشراف لكل خلية للسلاسل الأكبر)؛ ويسجل الكشف أثناء الخدمة جهد وحرارة كل خلية للتنبيه إلى التباعد قبل أن يصبح عطلًا. يوضح الشكل الأول كيف تتباعد SOC الخلايا كالمروحة خلال شحن متسلسل غير متطابق؛ ويقارن الثاني وضوح الإنهاء لمطابقة ضيقة وفضفاضة.
يتدرج القرار مع قيمة الحزمة: حزمة المستهلك ذات الخليتين تعتمد على التصنيف؛ أما حزمة التنقل أو الجر فتستحق المراقبة لكل خلية والموازنة النشطة التي تُبحث بعد ذلك.
حدّد فئات مطابقة السعة والمقاومة لخلايا الحزمة، والتباعد الأقصى المسموح به، وطوبولوجيا الإشراف، واستراتيجية شحن تُنهي وفق معايير الخلية القائدة مع الحد من فرط شحنها؛ وتحقق على سلاسل غير متطابقة عمدًا لتأكيد أسوأ حرارة وفرط شحن للخلية القائدة. تزوّد Weijiang مجموعات خلايا مُصنّفة ومطابقة مع انتشار موثّق وإرشادات التباعد، مما يمنح بُناة الحزم نقطة بداية مضبوطة. أما التقنية المرافقة التي تضيّق التباعد أثناء الشحن بفعالية – موازنة الخلايا – فهي موضوع الورقة التالية.
Weijiang Power تصمّم وتصنّع خلايا نيكل-هيدريد المعدن، وحزمًا مطابقة وتكوينات جاهزة للشحن لعملاء الاستهلاك والصناعة والطب والتنقل، وتدعم الشركاء بإرشادات بروتوكول الشحن، وملفات أداء IEC 61951-2، وأدلة سلامة IEC 62133-1 والتحقق المشترك من أجهزة الشحن. شاركنا تنسيق الخلية ومعدل الشحن والنطاق الحراري وهدف الدورات، وسيحدد مهندسونا تركيبة الخلية والشحن التي تحمي وقت التشغيل والعمر الافتراضي. اطّلع على المجموعة في صفحة المنتجات.
