Nếu sạc trong lạnh bị giới hạn bởi sự tái kết hợp chậm chạp, sạc trong nóng bị giới hạn bởi phản ứng hóa học vượt tầm kiểm soát và một tín hiệu dừng lặng lẽ biến mất. Ở nhiệt độ cao, điện thế thoát oxy giảm xuống, nên cell sinh khí tái kết hợp sớm hơn, động học ăn mòn tăng tốc, và đỉnh delta-V âm vốn kết thúc một lần sạc nhanh mát mẻ co lại đến mức vô hình – khiến một bộ sạc thiếu cẩn thận sạc quá mức một cell đã nóng. Bài viết này phân tích ba vấn đề gắn kết của việc sạc NiMH nhiệt độ cao, giải thích vì sao dòng phải được giảm công suất và việc kết thúc được giao lại cho các kênh nhiệt, và quy định các cấu hình bền bỉ cho các hộp nóng, điện tử khoang động cơ và triển khai nhiệt đới, nơi chỉ riêng môi trường xung quanh cũng có thể đẩy cell gần giới hạn của nó.
Điện thế điện cực dịch chuyển theo nhiệt độ, và điện thế thoát oxy của cực dương giảm khi cell ấm lên; do đó việc sinh oxy bắt đầu ở trạng thái sạc thấp hơn và điện áp đầu cực thấp hơn so với nhiệt độ phòng. Điểm gối khả năng nhận sạc (Paper 2) dịch sớm hơn, nên cấu hình dòng được chỉnh cho 20 C sẽ dành nhiều thời gian sạc hơn trong chế độ tái kết hợp ở 40 C, sinh nhiệt đúng lúc nhiệt khó thải nhất.
Điều này dịch chuyển toàn bộ vùng an toàn xuống dưới: dòng điện giữ dưới dung lượng tái kết hợp ở 20 C sẽ vượt quá nó ở môi trường xung quanh cao, và các điểm giảm nhiều giai đoạn phải dịch chuyển đến SOC thấp hơn và dòng thấp hơn khi nhiệt độ tăng.
Ăn mòn và oxy hóa tuân theo động học kiểu Arrhenius, gần như tăng tốc với mỗi mức tăng 10 C, nên sạc quá mức ở nhiệt độ cao tiêu hao tuổi thọ chu kỳ nhanh hơn nhiều lần (Paper 24). Một cell nóng đồng thời đang bị sạc quá mức nằm ở góc tồi tệ nhất của không gian cấu hình – nhiệt độ cao, chế độ tái kết hợp, điện thế oxy hóa – và ngưỡng cắt tuyệt đối gần 50 đến 60 C đóng vai trò lá chắn cuối cùng.
Hàm ý kỹ thuật là sạc nhiệt độ cao phải giảm thiểu cả tự sinh nhiệt lẫn thời gian sạc quá mức: dòng thấp hơn giảm nhiệt I-bình-phương-R, kết thúc sớm/theo nhiệt giảm phơi nhiễm tái kết hợp, và điện trở nhiệt của hộp với môi trường phải được đặc tả để nhiệt độ ổn định trường hợp xấu nhất được dự đoán thay vì phát hiện tại hiện trường.
Vì đỉnh điện áp được tạo ra bởi tự sinh nhiệt từ tái kết hợp (Paper 5), một cell bắt đầu đã ấm có ít nhiệt bổ sung để biến thành đảo chiều điện áp; các tài liệu tham khảo bộ sạc ghi nhận delta-V của NiMH gần như không tồn tại ở nhiệt độ cao. Một bộ điều khiển chỉ dựa vào sụt áp sẽ đơn giản là không bao giờ dừng, sạc cho đến khi bộ hẹn giờ hoặc nhiệt độ tuyệt đối cuối cùng can thiệp – đến lúc đó cell đã hấp thụ lượng sạc quá mức nóng đáng kể.
Do đó các kênh nhiệt phải tiếp quản: dT/dt vẫn mang thông tin vì tái kết hợp vẫn tạo ra mức tăng đang tăng tốc, delta-T so với lúc bắt đầu bắt được nhiệt tích lũy, và trần tuyệt đối là lưới an toàn được đảm bảo; một cấu hình sạc nóng thực chất hạ -delta-V xuống xác nhận thứ cấp và đẩy nhiệt độ lên kết thúc chính.
Một cấu hình nhận biết nhiệt áp dụng đường cong giảm công suất dòng theo nhiệt độ – chỉ cấp đầy đủ dòng sạc nhanh đến nhiệt độ vừa phải, giảm theo từng bậc trên mức đó, và cấm sạc nhanh khi tiến gần ngưỡng cắt cao – kết hợp với các chuyển đổi giai đoạn cũng dịch sớm hơn khi nhiệt độ tăng. Các mô hình điện-nhiệt (Paper 18) tạo ra các đường cong này bằng cách mô phỏng quỹ đạo nhiệt độ trường hợp xấu nhất và chọn dòng lớn nhất có đỉnh vẫn nằm dưới giới hạn với biên an toàn, thay thế các quy tắc tùy tiện bằng vùng được dự đoán.
Trong các bộ pin, cell nóng nhất chi phối: dòng được giảm công suất từ nhiệt độ cell tối đa, không phải nhiệt độ trung bình, vì các cell bên trong chạy nóng hơn các cảm biến bề mặt và cell ấm nhất đặt ra giới hạn tái kết hợp và lão hóa cho toàn chuỗi.
Đôi khi quyết định dòng sạc tốt nhất là chờ đợi: trong khoang động cơ hoặc tủ ngoài kín, sạc trong hoặc ngay sau vận hành nhiệt độ cao sẽ cộng dồn nhiệt môi trường và nhiệt dư, trong khi xếp lịch sạc vào giai đoạn mát nhất hoặc sau khi tải đã nguội làm giảm đáng kể ứng suất. Khi có luồng không khí cưỡng bức hoặc đường dẫn nhiệt, bật chúng trong khi sạc và đặt NTC tại cell ấm nhất sẽ khép kín vòng điều khiển.
Hình đầu tiên cho thấy vùng giảm công suất và sự dịch chuyển của điểm gối oxy theo nhiệt độ; hình thứ hai sắp xếp logic kết thúc nhận biết nhiệt thay thế sụt áp thiếu vắng bằng dT/dt và các giới hạn tuyệt đối.
Xác định đường cong giảm công suất, nhiệt độ tại đó sạc nhanh bị cấm, bộ kết thúc nhiệt-chính, quy tắc quản trị cell nóng nhất trong bộ pin và chính sách chờ/xếp lịch; kiểm chứng ở môi trường xung quanh trường hợp xấu nhất trong hộp thực tế, ghi lại nhiệt độ đỉnh, nguyên nhân kết thúc và lượng sạc quá mức kết quả để chứng minh không có đường dẫn sạc nào dựa vào -delta-V mà sức nóng loại bỏ. Weijiang cung cấp các vùng sạc nhiệt độ cao và dữ liệu lão hóa tăng tốc để các sản phẩm nhiệt đới và khoang động cơ giảm công suất từ các giới hạn đo được. Bài tiếp theo đề cập quản lý nhiệt cấp bộ pin mà các đường cong này phụ thuộc.
Weijiang Power thiết kế và sản xuất các cell nickel-kim loại hydrua, các bộ pin ghép nối và cấu hình sẵn sàng sạc cho khách hàng dân dụng, công nghiệp, y tế và di động, và hỗ trợ đối tác với hướng dẫn giao thức sạc, hồ sơ hiệu năng IEC 61951-2, bằng chứng an toàn IEC 62133-1 và đồng kiểm chứng bộ sạc. Hãy cung cấp định dạng cell, tốc độ sạc, vùng nhiệt và mục tiêu chu kỳ, các kỹ sư của chúng tôi sẽ quy định tổ hợp cell-và-sạc bảo vệ cả thời gian chạy lẫn tuổi thọ. Xem phạm vi sản phẩm trên trang sản phẩm.
