إن الاعتماد على انقلاب دلتا-فولت سلبي كامل يفترض هبوطًا كبيرًا يكفي للقياس – وهو افتراض يخفق للخلايا الدافئة والتيارات اللطيفة والتصميمات عالية السعة التي يكتفي جهدها بالاستواء. لذا تضيف شواحن NiMH المتينة كاشفين أكثر لطفًا: دلتا-فولت الصفر، الذي ينهي الشحن عندما يكف الجهد عن الصعود ويحافظ على هضبة لزمن مضبوط، وكشف نقطة الانقلاب، الذي يتوقف عند تغير الانحناء قبل القمة مباشرة، مما يحد من التسخين الناتج عن الشحن الزائد. وتحت الجميع يقبع مؤقت أمان الزمن الأقصى الأقل بريقًا لكنه لا غنى عنه، وهو الإنهاء الوحيد الذي لا يمكن لغياب الإشارة خداعه. تحدد هذه الورقة الثلاثة وتعيّن مكانها في متحكم شحن دفاعي متعدد الطبقات.
تصف وثائق شاحن NiMH من STMicroelectronics صيغة جهد دلتا الصفر لهذا الموقف تحديدًا: في NiMH يكون الهبوط بعد القمة صغيرًا جدًا، بحدود 5 إلى 10 مللي فولت، وقد لا يعبر عتبة -ΔV تقليدية؛ بدلًا من ذلك يعلن الكاشف اكتمال الشحن عندما لا يزداد الجهد المُرشَّح بأكثر من نطاق ضيق طوال زمن مكوث محدد – هضبة وليس انقلابًا.
كشف الهضبة هو بطبيعته اختبار زمن داخل النطاق: يسأل المتحكم ما إذا كان dV/dt قد بقي ضمن زائد-ناقص نافذة صغيرة زمنًا يكفي لتستوي المنحنى فعلًا، مميزًا رف نهاية الشحن عن الصعود الأبطأ في منتصفه عبر زمن المكوث وبالتسليح متأخرًا فقط في الشحن.
تقدم AN417 من ST طريقة نقطة الانقلاب باعتبارها ملاءمة بشكل خاص لـ NiMH لأنها لا تنتظر أي هبوط في الجهد إطلاقًا: تكشف تغير انحناء منحنى الجهد (المشتقة الثانية) السابق للقمة، وتنهي قبل أن تدخل الخلية هضبة إعادة الاتحاد شديدة الحرارة. التوقف مبكرًا مقابل مرحلة إكمال قصيرة يقلل التسخين بشكل قابل للقياس ويطيل العمر.
تُبادل الطريقة التعقيد الخوارزمي بصحة الخلية. تقدير مشتقة ثانية ضوضاء يتطلب ترشيحًا أثقل وتسليحًا حذرًا، وقد يتوقف قبل 100 بالمئة بقليل؛ لذا تقرنه الدوائر المتكاملة المستخدمة له بإكمال قصير عند تيار مخفض لإتمام الشحن – وهي المرحلة الاختيارية ذاتها التي يقدمها bq2002 بعد إنهاء الشحن السريع.
ثلاثة أرقام تُعرّف دلتا-فولت الصفر: نطاق الجهد الذي يُعرّف «مستو» (ضيق يكفي لتمييز الرف، متسع يكفي لتحمل التموج وتكميم ADC)، زمن المكوث المطلوب داخل ذلك النطاق (طويل يكفي لرفض توقف لحظي أثناء الصعود)، ونقطة التسليح حسب الزمن أو الشحنة المُسلَّمة (متأخرة يكفي ليكون ميل منتصف الشحن صغيرًا بالفعل). تُحوِّل معًا منحنى أملس إلى توقف حتمي.
ولأن الهضبة ضحلة، يُجمع الكاشف عادةً بـ OR مع dT/dt والحدود المطلقة بدل استخدامه وحده؛ وهو أثمن ما يكون في الظروف الدافئة حيث لا يظهر هبوط لكن المنحنى لا يزال يرسم رفًا واضحًا، فيمنح البرنامج الثابت توقفًا في مجال الجهد لا يعتمد على الثرمستور وحده.
كل طريقة قائمة على الإشارة تفترض وجود إشارة. قد ينفصل الثرمستور، وقد تُعايَر قناة الجهد خطأ، وقد لا يتشكل -ΔV أصلًا عند التيار المنخفض؛ ومن دون حد مستقل سيستمر الشاحن إلى ما لا نهاية. يوفر مؤقت زمن الشحن الأقصى ذلك الحد: يبدأ مع الشحن السريع ويفرض الإنهاء أو التبديل عند مضاعف متحفظ لزمن الشحن الاسمي للسعة والتيار المُقنَّنين، بصرف النظر عن أي مدخل آخر.
تُدرج دوائر الشحن الزمن الأقصى بين مُنهيات الشحن السريع القياسية إلى جانب -ΔV وأقصى جهد وأقصى حرارة، لأنه شبكة الأمان التي تجعل الاعتماد على البقية آمنًا. يُحجَّم المؤقت من السعة مقسومة على التيار، مقسومة على كفاءة مفترضة، بهامش لخلية مفرغة بعمق لكن ليس بما يسمح بشحن زائد مطوّل.
في شحن ليلٍ بمعدل 0.1C لا يوجد -ΔV وبالكاد توجد بصمة حرارية، لذا يكون المؤقت هو المُنهي الرئيسي والملائم: يُحجَّم شحن 0.1C على نحو 14 إلى 16 ساعة مراعاةً للكفاءة ثم يُوقَف. تُعامل إرشادات شحن باناسونيك الشحن الانسيابي الطويل القائم على المؤقت بأنه الطريقة الأقل تفضيلًا وتُقيِّد أي تيار صيانة تقييدًا صارمًا – موضوع الورقة التالية – مميزةً مؤقت الشحن البطيء لمرة واحدة عن الإكمال اللامحدود.
تُرتِّب الصورة الأولى كشف الهضبة ونقطة الانقلاب جنبًا إلى جنب مع توقف -ΔV التقليدي، وتكدس الصورة الثانية طبقات الإنهاء من أبكر انقلاب عبر الهضبة و-ΔV وdT/dt حتى المؤقت الصلب، موضحةً الدفاع متعدد الطبقات: يتوقف المتحكم عند أول طبقة موثوقة، ويضمن المؤقت أن طبقة ما ستُفعَّل دائمًا.
ينبغي أن تذكر المواصفة لكل ظرف تشغيل أي مُنهٍ يُتوقع أن يعمل أولًا وأيها يضمن التوقف: نقطة الانقلاب أو -ΔV في شحن سريع بارد، الهضبة أو dT/dt حين الدفء، المؤقت في الشحن البطيء أو العطل، والجهد/الحرارة المطلقان كحدود عطل فورية. يحقق التحقق بحقن الأعطال – ثرمستور منفصل، هبوط مكبوت، تبريد متوقف – ويؤكد أن المؤقت والحدود المطلقة تلتقط كل حالة، مع قياس الشحن الزائد الناتج لتحديد أقصى تسخين في أسوأ حالة.
هذا التصفيف للكواشف هو ما يجعل الشاحن هجوميًا يكفي للإنجاز في ساعتين ومتحفظًا يكفي لعدم الاعتماد إطلاقًا على إشارة بضعة مللي فولت قد لا توجد. المسألة المستقرة المتبقية بعد انتهاء الشحن السريع هي كيف – وبكم – يُحافَظ على خلية ممتلئة بالإكمال، وهو ما تعالجه ورقة شحن الصيانة.
Weijiang Power تصمّم وتصنّع خلايا هيدريد معدن النيكل وحزمًا مُطابقة وتكوينات جاهزة للشحن لعملاء الاستهلاك والصناعة والطب والتنقل، وتدعم شركاءها بإرشاد بروتوكول الشحن وملفات أداء IEC 61951-2 وأدلة أمان IEC 62133-1 والتحقق المشترك من الشواحن. زوّدونا بصيغة الخلية ومعدل الشحن والنطاق الحراري وهدف الدورات، وسيحدد مهندسونا تركيبة خلية-شحن تحمي كلًا من زمن التشغيل والعمر الافتراضي. اطّلعوا على التشكيلة في صفحة المنتجات.
