Bộ điều khiển sạc ra quyết định dựa trên milivolt và phần nhỏ của một độ, nên các phép đo của nó phải chính xác hơn hiện tượng mà nó theo dõi. Đo dòng kém làm hỏng việc đếm coulomb và điều khiển chế độ dòng; một nhiệt trở đặt sai hoặc điều hòa kém biến dT/dt thành nhiễu; còn điện trở tiếp xúc của đầu nối, bị nhầm là hành vi của cell, gây kết thúc giả. Bài này thiết kế hai chuỗi đo lường mà mọi bộ sạc NiMH dựa vào – đo dòng và đo nhiệt độ bằng NTC – bao gồm chọn linh kiện, topology kết nối, lọc và phát hiện lỗi, và cho thấy tính toàn vẹn của phép đo lan truyền trực tiếp vào độ tin cậy kết thúc và độ chính xác sạc.
Dòng sạc phổ biến nhất được đo bằng điện áp trên một điện trở shunt nối tiếp giá trị thấp, được chọn để cân bằng độ phân giải đo với tổn thất I-bình phương-R: đủ lớn để tín hiệu khuếch đại vượt offset của bộ khuếch đại và nhiễu ADC, đủ nhỏ để không phí công suất hay thêm nhiệt. Một điện trở hợp kim chính xác với hệ số nhiệt thấp giữ số đọc ổn định khi bộ sạc nóng lên, vì drift tự nung nếu không sẽ trông như dòng đang thay đổi.
Shunt nằm trong đường công suất mà bộ điều khiển ra lệnh dòng (phía pin cho dòng pin thật), và điện áp của nó được khuếch đại bằng bộ khuếch đại đo dòng hoặc kênh ADC vi phân chuyên dụng trước khi số hóa; băng thông kết quả phải vượt nội dung xung/PWM để các profile xung và đa tầng được đo trung thực.
Điện trở tiếp xúc và đường mòn không bao giờ được xuất hiện trong phép đo: điện áp đo được lấy bằng một cặp Kelvin riêng ngay tại các pad của shunt, còn điện áp pin cho -delta-V được cảm nhận tại các đầu nối cell hoặc đầu nối pack, không phải tại ngõ ra bộ điều áp, để loại trừ điện trở tiếp xúc của giá đỡ. Trong các giá đỡ tiêu dùng có tiếp xúc lò xo, không cảm nhận Kelvin để drift tiếp xúc ngụy trang thành điện trở trong tăng hoặc đỉnh điện áp – cơ chế trip giả được nêu trong Bài 6.
Thực hành tốt dùng đất hình sao cho các đường về tín hiệu và công suất, tách các đường mòn cảm biến khỏi vòng công suất đóng cắt (Bài 36) và phòng các quá độ đồng pha PWM mà nếu không sẽ chồng lên phép đo sạc tần số thấp.
Một nhiệt trở với hệ số nhiệt âm biến nhiệt độ cell thành điện trở, thường trong một bộ chia được kích từ một tham chiếu ổn định; điện trở danh định của nó (thường 10 k ở 25 °C) và beta khớp dải ADC qua cửa sổ sạc từ lạnh đến nóng, còn hằng số tản nhiệt của nó phải giữ tự nung không đáng kể bằng cách giới hạn dòng kích hoặc cho bộ chia chạy theo chu kỳ. Các NTC cấp chính xác với dung sai beta chặt là hợp lý vì vi phân dT/dt khuếch đại mọi sai số.
Bộ chia được thiết kế để các trạng thái lạnh, nóng và hở/ngắn mạch tạo ra các điện áp phân biệt được: NTC hở được đọc như một giá trị cực trị mà thiết kế vững chắc coi là «không sạc nhanh» thay vì đọc nhầm là lạnh, còn NTC ngắn mạch cũng báo lỗi – cổng toàn vẹn cảm biến được yêu cầu bởi Bài 12.
Nhiệt trở phải được ghép nhiệt với cell – kẹp vào vỏ cell, dán vào cell trong nóng nhất của pack hoặc tích hợp trong tiếp xúc giá đỡ – và cách nhiệt khỏi nhiệt của chính bộ đóng cắt và điện trở shunt của bộ sạc; nếu không, bộ sạc đo chính nó. Trong các pack nhiều cell, cảm biến bao phủ cell nóng nhất về mặt hình học (Bài 28), và dùng nhiều NTC khi gradient đáng kể; lực lò xo cơ khí và ghép dẫn nhiệt đảm bảo số đọc bám theo cell chứ không phải khe hở không khí.
Vị trí được xác nhận bằng cách so sánh số đọc NTC với các cặp nhiệt độ có trang bị trên các cell trong một lần sạc trường hợp xấu nhất, xác nhận độ trễ và offset đủ nhỏ để quyết định dT/dt 1 °C/min vẫn chính xác.
Cả hai chuỗi được lọc theo băng thông của hiện tượng nền – điện áp cho -delta-V được lọc nhẹ để giữ đỉnh milivolt trong khi loại gợn đóng cắt; nhiệt độ được lọc qua cửa sổ trượt trước khi vi phân để độ dốc phản ánh tái hợp thay vì nhiễu. Lấy mẫu được đồng bộ tránh các cạnh PWM, và bộ điều khiển yêu cầu xác nhận nhiều mẫu (Bài 6/7). Hiệu chuẩn chỉnh offset bộ khuếch đại và offset NTC tại sản xuất, biến dung sai linh kiện thành độ chính xác đã đo.
Hình đầu sơ đồ hóa các chuỗi đo dòng và nhiệt độ từ đại lượng vật lý đến quyết định; hình thứ hai cho thấy sai số vị trí và nhiễu làm xấu đi tín hiệu dT/dt vốn sạch, thúc đẩy thiết kế điều hòa.
Xác minh bơm các dòng và nhiệt độ đã biết, kiểm tra lỗi cảm biến hở/ngắn mạch, xác nhận loại gợn PWM và các bậc điện trở tiếp xúc, và xác nhận các quyết định -delta-V/dT/dt so với thiết bị tham chiếu qua các nhiệt độ. Weijiang cung cấp hằng số thời gian nhiệt của cell và hành vi nhiệt độ bề mặt để giúp đặt và xác minh NTC. Bài tiếp theo chuyển từ độ chính xác đo lường sang năng lượng mà nó tốn – hiệu suất bộ sạc, công suất chờ và quy định hiệu suất năng lượng.
Weijiang Power thiết kế và sản xuất các cell nickel-metal hydride, các pack khớp đôi và cấu hình sẵn sàng sạc cho khách hàng tiêu dùng, công nghiệp, y tế và di động, và hỗ trợ đối tác với hướng dẫn giao thức sạc, các hồ sơ hiệu năng IEC 61951-2, bằng chứng an toàn IEC 62133-1 và kiểm chứng chung bộ sạc. Hãy chia sẻ định dạng cell, tốc độ sạc, bao nhiệt và mục tiêu chu kỳ, kỹ sư của chúng tôi sẽ chỉ định tổ hợp cell-và-sạc bảo vệ cả thời gian chạy lẫn tuổi thọ phục vụ. Xem dòng sản phẩm tại trang products.
