Hóa chất vốn có là sàn, không phải trần, của sự an toàn; một bộ pin vững chắc biến bản tính lành của NiMH thành sản phẩm chịu được việc lạm dụng thực tế của trẻ em và người đi du lịch. Bài báo kỹ thuật này lần lượt xem xét các quyết định thiết kế bảo vệ bộ pin nickel-kim loại hydride nhiều tế bào: van xả đóng lại được ở cấp tế bào và bộ pin, ghép nối ngăn tế bào yếu nhất bị đẩy vào sạc ngược, thiết bị ngắt dòng và nhiệt, cơ học cực tính và tiếp điểm, cùng lựa chọn vỏ cho va đập và nhiệt, và gắn mỗi quyết định với dạng hỏng mà nó ngăn chặn.
Khi các tế bào không ghép nối phóng điện nối tiếp, tế bào yếu nhất cạn trước và các tế bào mạnh hơn có thể đẩy dòng ngược qua nó — sạc ngược — tạo ra khí, nhiệt và hư hỏng vĩnh viễn. Phòng thủ bằng thiết kế bắt đầu từ thượng nguồn với các tế bào được ghép theo lô, dung lượng và điện trở trong được kiểm soát chặt chẽ, thêm bộ giám sát điện áp theo từng tế bào hoặc nhóm ở các bộ pin cao cấp, và đặt ngưỡng cắt cuối phóng điện thận trọng để dừng chuỗi trước khi bất kỳ tế bào nào tiến tới đảo cực. Với các bộ pin đơn giản không giám sát, ghép nối chặt và cắt điện áp thấp ở cấp thiết bị là các biện pháp bảo vệ thiết yếu; đây là một lý do vì sao tính nhất quán của lô sản xuất là một đặc tính an toàn, không chỉ là đặc tính hiệu năng.
Mỗi tế bào NiMH có van xả đóng lại được riêng; bộ pin phải để van đó hoạt động, thay vì hàn kín các tế bào trong một khoang kín khí không có đường dẫn khí. Vì vậy thiết kế bộ pin cung cấp không gian xả có kiểm soát và một điểm yếu hoặc màng trong vỏ, để trong trường hợp hiếm khi các tế bào xả, khí thoát ra theo đường dẫn được thiết kế, tránh xa mặt và tay người dùng thay vì làm áp lực lên vỏ. Vật liệu và khe hở được chọn sao cho giãn nở nhiệt bình thường và dao động áp suất nhỏ của các chu kỳ sạc-xả không bao giờ làm tắc các van tế bào — một chi tiết phân biệt bộ pin được kỹ thuật an toàn với một bó rẻ tiền bọc màng co.
Ngắn mạch bên ngoài — các tế bào rời chạm vào chìa khóa là trường hợp du lịch điển hình — tạo dòng lớn làm nóng bộ pin nhanh chóng. Một thiết bị PTC (hệ số nhiệt dương) đặt lại được, có điện trở tăng mạnh theo nhiệt độ và dòng điện, là biện pháp bảo vệ NiMH chuẩn mực và tinh tế, vì nó tự phục hồi sau khi sự cố được loại bỏ; các bộ pin có thể thêm cắt nhiệt và, khi có mạch bảo vệ, giới hạn dòng điện tử. Thiết kế chọn đặc tính ngắt PTC để nó không ngắt nhầm khi có dòng khởi động hợp lệ của động cơ nhưng vẫn bảo vệ khi ngắn mạch cứng, và xác nhận lựa chọn bằng các thử nghiệm ngắn mạch và động cơ kẹt ở điều kiện môi trường xấu nhất.
Cơ học an toàn cho trẻ em và du lịch làm giảm các lỗi của con người gây lạm dụng điện: dấu hiệu cực tính rõ ràng và các tiếp điểm định hình khiến việc lắp ngược khó hoặc không thể, tiếp điểm lò xo giữ tế bào dưới rung và va đập, vỏ cần một hành động chủ đích để mở (và chống được trẻ mới biết đi), và giảm căng trên mọi dây dẫn. Với các bộ pin và sạc du lịch, tiếp điểm lõm ngăn chìa khóa hoặc đồng tiền làm cầu nối các cực. Các thử nghiệm cơ học rơi, rung và nghiền sau đó xác nhận bảo vệ điện chịu được cùng mức lạm dụng mà vỏ được thiết kế để chịu.
Vì hỏng hóc của NiMH khi bị lạm dụng chủ yếu là do nhiệt, quản lý nhiệt là nguyên tắc tích hợp: đặt các tế bào giãn cách để nhiệt sạc tản đi, đặt mọi cảm biến nhiệt tại vị trí đại diện về nhiệt, đảm bảo bộ sạc kết thúc theo -dV/0dV và dT/dt với bộ định thời và các chốt chặn nhiệt độ tuyệt đối (như trình bày chi tiết trong các bài về bộ sạc), và tránh bọc bộ pin đang sạc trong vải cách nhiệt hoặc túi bị mặt trời nung nóng. Chồng bảo vệ hoạt họa bên dưới xếp lớp các biện pháp từ hóa chất tế bào ra ngoài — van, ghép nối, PTC, cắt nhiệt, kết thúc của bộ sạc, vỏ — minh họa phòng thủ chiều sâu, nơi không một lớp đơn lẻ nào phải gánh toàn bộ trọng trách an toàn.
Thông số kỹ thuật cuối cùng là cụ thể: các tế bào ghép theo lô với dải dung lượng và điện trở được nêu rõ; các đường dẫn xả được thiết kế ở cấp tế bào và bộ pin; một PTC được định cỡ giữa dòng khởi động và dòng ngắn mạch; ngưỡng cắt cuối phóng điện thận trọng; cơ học chống đảo cực; các cực lõm hoặc được bảo vệ; thử nghiệm rơi, rung, nghiền và nhiệt; và một bộ sạc phù hợp kết thúc đúng đắn. Bài C chuyển danh mục này thành bằng chứng chứng nhận theo IEC 62133-1 và giải thích tình trạng vận chuyển hàng không thuận lợi của NiMH. Được chế tạo theo cách này, bộ pin NiMH mang lại mức độ an toàn cho trẻ em và du lịch khó và tốn kém để sao chép với một hóa chất nhiều năng lượng hơn.
Weijiang Power thiết kế và sản xuất các bộ pin NiMH được kỹ thuật an toàn với tế bào ghép nối, đường dẫn xả được thiết kế, PTC và bảo vệ nhiệt cùng cơ học chống đảo cực cho các sản phẩm trẻ em và du lịch, được xác nhận theo IEC 62133-1. Hãy chia sẻ cấu hình bộ pin và các kịch bản lạm dụng của bạn; chúng tôi sẽ kỹ thuật hóa chồng bảo vệ.
