منحنى التفريغ هو الرسم البياني الأكثر إفادة في ورقة بيانات NiMH — والأكثر سوء قراءة. يرسم جهد الخلية مقابل السعة المُسلَّمة بينما تفرغ البطارية، ويتغير شكله مع التيار ودرجة الحرارة والعمر. المهندسون الذين يقرؤونه بشكل صحيح يختارون خلايا أفضل ويضعون نقاط قطع أذكى ويتجنبون مفاجآت زمن التشغيل الناتجة عن مقارنة أرقام mAh المقاسة في ظل ظروف اختبار مختلفة. تشرح هذه المقالة ممَّ يتكوّن منحنى NiMH، وكيف يعيد تيار الحمل تشكيله، وكيفية استخدام تلك المعرفة في تصميم المنتج.
تبدأ خلية NiMH المشحونة حديثًا تحت الحمل قرب 1,35–1,40 فولت وتمر بثلاث مناطق يمكن تمييزها:
الهضبة العريضة المسطحة هي بالضبط سبب تغذية NiMH للأجهزة بشكل يمكن التنبؤ به: يرى المنظّم إمدادًا شبه ثابت طوال 80–90 % من زمن التشغيل.
يُعبَّر عن تيار التفريغ بوصفه معدل C، المُطبَّع على السعة المقدَّرة للخلية. تيار المرجع Iₜ يساوي أمبير-ساعة المقدَّر مقسومًا على ساعة واحدة، فخلية 2 000 mAh لها Iₜ = 2 000 مللي أمبير:
ارفع معدل C فيحدث شيئان في آن واحد. تنتقل الهضبة بأكملها إلى أسفل لأن التيار المار عبر المقاومة الداخلية Rᵢ يُحدث هبوط جهد لحظيًا مقداره I × Rᵢ — يظهر كهبوط أولي أكبر وجهد تشغيل أدنى. وتأتي الركبة أبكر: عند التيار العالي، يمكن استخلاص قدر أقل من السعة النظرية قبل بلوغ الجهد نقطة القطع، فتتناقص mAh المُسلَّمة.
الخلية التي تُسلّم 2 000 mAh عند 0,2C قد تُسلّم 1 900 عند 1C و1 700 عند 3C. لا يمكن مقارنة مورِّدين يذكران خلايا «2 000 mAh» ما لم يكن تيار التصنيف وجهد القطع متطابقين — اسأل دائمًا عند أي معدل C قِيست السعة.
فقدان السعة القابلة للاستخدام عند التيار العالي يتبع علاقة بويكيرت، التي تصف كيف تنكمش السعة الفعّالة للبطارية مع ارتفاع تيار التفريغ. يحدد أس بويكيرت k التأثير كميًا: كلما اقترب k من 1، كانت السعة أقل اعتمادًا على التيار. أداء NiMH جيد هنا، حيث k عادةً حوالي 1,05–1,15 — أفضل بكثير من بطاريات الرصاص الحمضية (نحو 1,3–1,6) وقريب من المثالي. عمليًا يعني هذا أن NiMH يحافظ على سعته بشكل غير معتاد تحت الحمل الثقيل، وهو أحد أسباب بقائه قادرًا على المنافسة في أدوات الطاقة رغم كثافة الليثيوم الأعلى.
ترتفع المقاومة الداخلية بحدة في البرد لأن حركة الأيونات عبر الإلكتروليت تتباطأ. عند −20 °م تهدل الهضبة وتتقدم الركبة حتى عند تيار متواضع، ولهذا تستخدم درجات NiMH واسعة الحرارة والعالية المعدل إلكتروليتات معدَّلة وأقطابًا رفيعة عالية المساحة. الدفء يخفض المقاومة ويرفع المنحنى، لكن الحرارة المستمرة تُسرّع التقادم — صمِّم لدرجة حرارة تشغيل معتدلة بدل الاعتماد على الحرارة لإخفاء الخلايا صغيرة الحجم.
Weijiang Power تُصنّف كل خلية NiMH على قنوات شحن/تفريغ مضبوطة وتزوّد بمنحنيات تفريغ عند التيارات ودرجات الحرارة التي يستخدمها تطبيقك فعلًا — من درجات المستهلك 0,2C إلى الخلايا عالية المعدل 3C–10C ذات الأقطاب المحسَّنة والمقاومة الداخلية المنخفضة. التصنيف الدقيق يعني أن الخلايا داخل حزمة واحدة تتبع منحنيات متطابقة طوال عمرها التشغيلي. شاركنا ملف الحمل وجهد القطع ودرجة حرارة التشغيل، وسيوصي فريق الهندسة بالدرجة التي تُحقق زمن التشغيل الذي يَعِد به منتجك.
