يعد نقل الطاقة اللاسلكي بمنتجات محكمة بلا موصلات – وبطاريات NiMH، بفضل تحملها وملف أمانها، بطارية معقولة لمثل هذه التصاميم، من الأجهزة الاستهلاكية المقاومة للماء إلى المستشعرات الصناعية المحكمة والملحقات الطبية. لكن الشحن اللاسلكي يضيف مشكلة تحكم بين المصدر والخلية: يتغير الاقتران مع المحاذاة والفجوة، ويجب على المستقبِل أن يواصل توصيل تيار ثابت متحكم به، وتنتج فقد الملفات حرارة وتحجب إشارات الجهد/درجة الحرارة التي يعتمد عليها إنهاء NiMH. تقيّم هذه المقالة الشحن اللاسلكي الاستقرائي والرنيني المطبق تحديداً على NiMH، وتطوّر بنية المستقبِل اللازمة للحفاظ على شحن متحكم بالتيار وإنهاء صالح، وتحدد أين يكون NiMH اللاسلكي مفيداً وأين لا تبرر التعقيد الإضافي.
يقرن النقل اللاسلكي ملفاً مرسلاً بملف مستقبِل عبر المجال المغناطيسي؛ لا تعمل الأنظمة الاستقرائية شديدة الاقتران بكفاءة إلا على مسافة قريبة ومحاذاة، بينما تتسامح الأنظمة الرنينية (ضعيفة الاقتران) مع فجوة أكبر وسوء محاذاة بضبط الطرفين على تردد مشترك. يقوم المستقبِل بتقويم التيار المتردد المستحث وتنظيمه نحو البطارية؛ تبلغ الكفاءة ذروتها في منطقة تشغيل مصممة وتنخفض مع سوء المحاذاة والمسافة والحمل.
بالنسبة لشاحن البطارية، تعد الوصلة مجرد مرحلة DC-DC متغيرة ذات فقد تسبق وحدة تحكم الشحن الفعلية؛ وتقلبها هو تحدي التصميم الجديد، لأن القدرة التي تصل إلى الخلية ليست القدرة التي يأمر بها المرسل.
يتطلب NiMH تيار شحن متحكماً به (المقالة 15)، لذا يجب على المستقبِل اللاسلكي تنظيم تيار الخرج رغم تغير الاقتران – يُحقق عبر مرحلة منظم على جانب المستقبِل (تتحكم في ناقل التقويم عبر حلقة تيار)، أو تحكم من جانب المرسل يُعلمه تغذية راجعة من المستقبِل (اتصال داخل النطاق أو خارجه)، أو كليهما في نظام طاقة لاسلكي مغلق. من دون تنظيم، ستعدّل حركة الملف تيار الشحن وتفسد -delta-V، الصالح فقط عند تيار مستقر (المقالة 6).
تدمج وحدات تحكم الطاقة اللاسلكية بأسلوب Qi والخاصة على نحو متزايد هذا التحكم المغلق في القدرة؛ فتُوضع وظيفة شحن البطارية حينها خلف إمداد مستقر على نحو معقول وتعيد استخدام آلة الحالات القياسية لـ NiMH، مع التعامل مع الوصلة كعنصر مرحلة قدرة آخر بمعنى المقالة 36.
تتحول فقد الملف والمستقبِل إلى حرارة داخل المنتج المحكم، غالباً بجوار الخلايا، مما يدفئ البطارية ويلوّث إشارة إنهاء dT/dt – يجب على الشاحن أن يميز تسخين إعادة التركيب داخل الخلية عن فقد الوصلة في الملف. تشمل الحلول فصل الثرمستور NTC (مقترن حرارياً بالخلايا، معزول عن الملف، المقالة 38)، ونمذجة كفاءة الوصلة لطرح فقدها المعروف، وخفض قدرة الشحن عندما تقترب درجة الحرارة المجمعة من الحدود.
بما أن المنتجات المحكمة لا تستطيع نقل الحرارة بالحمل الحراري بحرية، فإن الحالة اللاسلكية تشدد الانضباط الحراري للعبوة في المقالة 28؛ وغالباً ما يُحدد تيار الشحن بإجمالي الميزانية الحرارية للغلاف وليس بسقف الشحن السريع الجوهري للخلية.
لا يزال شاحن NiMH اللاسلكي يُنهي عبر -delta-V وdT/dt ودرجة الحرارة المطلقة والوقت، مقيَّمة على تيار ودرجة حرارة جانب الخلية؛ وتبلغ وحدة تحكم المستقبِل المرسل حالة الشحن وطلبات القدرة، وتأمر بقطع القدرة عند الإنهاء وأثناء الصيانة. تتناسب الصيانة النبضية (المقالة 9) طبيعياً مع اللاسلكي: فالنبضات القصيرة للقدرة ذات دورة تشغيل منخفضة تقلل من الشحن الزائد وفقد استعداد الوصلة معاً، ويمكن للمرسل أن ينطفئ تماماً فيما بينها.
تتعامل التصاميم القوية مع فقد الاقتران في منتصف الشحن (إيقاف مؤقت والحفاظ على الحالة)، واكتشاف الأجسام الغريبة الذي تتطلبه سلامة الطاقة اللاسلكية، ومسار عطل يزيل قدرة المرسل إذا فُقدت تغذية المستقبِل الراجعة – مما يمنع ملفاً ابتدائياً مقاداً وغير منظم.
أقوى الحالات هي المنتجات المحكمة أو المقاومة للماء حيث تشكل الموصلات عبء موثوقية أو نظافة، والملحقات الصناعية والطبية المحكمة، والأجهزة التي تُشحن في مهاد الإرساء حيث المحاذاة ثابتة (مما يجعل كفاءة الاستقراء عالية ويمكن التنبؤ بها)، وأساطيل الأجهزة الصغيرة عالية الاستخدام. ويكون أضعف حيث يلزم قدرة شحن سريع عالية في غلاف صغير (تسود حرارة الوصلة)، أو حيث لا تُضبط المحاذاة، أو حيث يفي شاحن تلامسي بسيط بالحاجة بتكلفة أقل بكثير وكفاءة أعلى.
يوضح الشكل الأول سلسلة التحكم من اللاسلكي إلى الخلية؛ ويرتب الثاني شحناً لاسلكياً يشمل تغذية الاقتران الراجعة وإنهاء جانب الخلية، مبيناً أين يُحفظ منطق NiMH القياسي.
يختار مشروع NiMH اللاسلكي معياراً أو وحدة تحكم للطاقة اللاسلكية، ويصمم الملفات لهندسة المحاذاة، ويضع مستقبِلاً منظم التيار يغذي آلة حالات شحن NiMH، ويفصل حرارياً بين استشعار الملف والخلية، ويتحقق من الإنهاء عبر سوء المحاذاة والفجوة وكذلك درجة الحرارة. تزوّد Weijiang بملفات الشحن والحرارة للخلية التي تحدد مستوى القدرة اللاسلكية المستدامة وتدعم التحقق المشترك من ملف جانب الخلية. وتتناول مقالة الحدود الأخيرة مفهوم التحكم الأكثر طموحاً – التوأم الرقمي للبطارية.
Weijiang Power تصمّم وتصنّع خلايا النيكل-هيدريد الفلزي والعبوات المطابقة والتشكيلات الجاهزة للشحن لعملاء الاستهلاك والصناعة والطب والتنقل، وتدعم الشركاء بإرشادات بروتوكول الشحن وملفات أداء IEC 61951-2 وأدلة أمان IEC 62133-1 والتحقق المشترك من الشواحن. شاركنا تنسيق الخلية ومعدل الشحن والملف الحراري وهدف الدورات، وسيحدد مهندسونا تركيبة خلية-وشحن تحمي كل من زمن التشغيل وعمر الخدمة. استعرض التشكيلة في صفحة المنتجات.
