Dụng cụ điện không dây trong nhiều thập kỷ là ứng dụng chủ lực của NiMH và vẫn dùng bộ pin niken ở những nơi mà độ bền, khả năng chịu sử dụng sai và chi phí quan trọng. Chúng đặt ra một bài toán sạc đặc thù: bộ pin xả ở dòng rất cao khi mang tải, người dùng mong muốn bộ pin đã cạn quay lại phục vụ trong vòng một giờ, và các bộ pin «dạng que» dày đặc vừa với tay cầm dụng cụ lại bị giới hạn về nhiệt – đúng những điều kiện mà kỷ luật sạc nhanh bị thử thách khắc nghiệt nhất. Bài viết này xem xét việc sạc bộ pin dụng cụ NiMH dòng cao, cấu hình sạc nhanh dưới một giờ và trần nhiệt/áp suất của nó, giao tiếp bộ sạc-đến-bộ pin, và các cân nhắc kỹ thuật của quá trình chuyển đổi NiMH-sang-liti trong bộ pin dụng cụ, nơi sự khác biệt về chế độ sạc (Bài 15) mang tính quyết định.
Động cơ dụng cụ lấy dòng lớn, dạng xung; thiết kế cell cung cấp chúng – điện cực mỏng, diện tích bề mặt lớn, dẫn điện tốt – cũng tương đối phù hợp để nhận dòng sạc cao, vì cùng các đặc tính vận chuyển chi phối cả hai chiều. Các loại NiMH dòng cao do đó có dòng sạc nhanh cho phép cao hơn các cell tối ưu hóa năng lượng, dù trần tái tổ hợp oxy và nhiệt của Bài 3 và 4 vẫn ràng buộc: khả năng xả không loại bỏ các giới hạn khí và nhiệt khi cuối sạc.
Việc xả nặng cũng để bộ pin nóng khi lắp vào; sạc một bộ pin vừa chịu tải nặng bắt đầu từ nhiệt độ cao nơi -delta-V yếu và nguy cơ ăn mòn cao (Bài 27), vì vậy bộ sạc phải đo nhiệt độ bộ pin và chờ hoặc giảm dòng thay vì sạc nhanh bộ pin nóng.
Việc nạp đầy trong một giờ hoặc nhanh hơn ngụ ý dòng gần 1C hoặc cao hơn, khả thi cho cell dòng cao chỉ với đầy đủ bộ kết thúc, kiểm soát nhiệt tích cực và cấu hình nhiều giai đoạn dùng dòng cao trong dải sạc khối an toàn và giảm xuống sau đầu gối oxy (Bài 2). Bộ sạc dụng cụ thường kết hợp -delta-V với phát hiện dT/dt mạnh và ngưỡng tuyệt đối chặt, vì bộ pin dày đặc và vỏ nhựa chỉ cho làm mát hạn chế và mức tăng nhiệt cuối sạc dốc.
Tuyên bố tốc độ của bộ sạc nên được đánh giá dựa trên nhiệt độ cell đạt được và tuổi thọ chu kỳ kết quả (Bài 24): bộ sạc «15 phút» gây ra tổn thất tuổi thọ đo được so với sạc một giờ, và thiết kế sản phẩm nên làm rõ sự đánh đổi đó thay vì quảng bá tốc độ đỉnh là miễn phí.
Bộ pin dụng cụ là các chuỗi dày đặc trong vỏ hẹp với các cell bên trong ghép nối kém với môi trường (Bài 28); sau cả xả mạnh lẫn sạc nhanh chúng mang lượng nhiệt đáng kể. Các bộ sạc chắc chắn đặt cảm biến nhiệt tiếp xúc bộ pin, phát hiện bộ pin lắp khi nóng và trì hoãn sạc nhanh, giảm dòng theo nhiệt độ bộ pin, và một số thiết kế dùng chính cảm biến nhiệt của bộ pin qua tiếp điểm dụng cụ/bộ sạc; luồng khí hoặc đế dẫn nhiệt cải thiện đường nhiệt. Nếu không, bộ sạc nhanh nhất là cái «nấu chín» các cell trung tâm trong mỗi chu kỳ.
Sự không khớp nối tiếp (Bài 29) bị khuếch đại bởi chu kỳ dòng cao và nhiệt, vì vậy các cell dòng cao được ghép nối và, trên bộ pin cao cấp, cảm biến nhiệt từng cell bảo vệ khỏi sạc quá mức cell dẫn đầu mà dòng cao làm trầm trọng hơn.
Các hệ thống dụng cụ tiên tiến thêm tiếp điểm dữ liệu hoặc nhận dạng 1-Wire/EEPROM để bộ pin cho bộ sạc biết hóa chất, dung lượng, số cell và nhiệt độ của nó; điều này ngăn cấu hình sạc NiMH được áp dụng cho bộ pin liti và ngược lại – quan trọng khi các dòng sản phẩm trải rộng nhiều hóa chất – và cho phép dòng theo dung lượng và đếm chu kỳ. Ngay cả khi không có ID số, khóa cơ khí và tiếp điểm nhiệt mã hóa thông tin thiết yếu; các thiết kế phổ quát «một bộ sạc cho mọi bộ pin» vốn đã bị tổn hại.
Máy trạng thái bộ sạc kết hợp chờ bộ pin nóng, nhận dạng, sạc nhanh giảm dòng, kết thúc đa tiêu chí và làm mát trước khi nhả, để bộ pin chỉ được tuyên bố «sẵn sàng» khi cả được sạc lẫn đủ mát để cung cấp toàn bộ công suất bùng nổ.
Hầu hết thiết kế dụng cụ mới đã chuyển sang liti-ion vì mật độ năng lượng và trọng lượng; hàm ý cho hệ thống sạc là sự đảo ngược chế độ của Bài 15 – liti cần kiểm soát điện áp CC-CV chính xác nơi NiMH cần kiểm soát dòng với kết thúc –, vì vậy nền tảng trải cả hai cần đường công suất và kiểm soát riêng theo hóa chất, được chọn bằng nhận dạng đáng tin cậy. NiMH vẫn cạnh tranh nơi độ bền cực cao, lưu trữ đơn giản, dung thứ sạc một phần và độ nhạy thấp hơn với va đập được coi trọng, đặc biệt ở dụng cụ cấp nhập môn và môi trường khắc nghiệt.
Hình đầu tiên mô tả cấu hình sạc bộ pin dụng cụ bao gồm chờ lắp nóng và dòng theo giai đoạn; hình thứ hai so sánh các ràng buộc thiết kế sạc của NiMH dòng cao theo từng giai đoạn, làm rõ nơi nỗ lực sạc nhanh phải tập trung.
Weijiang cung cấp các cell và bộ pin NiMH dòng cao được ghép nối với dòng sạc nhanh được ghi nhận, hành vi lắp nóng và phạm vi nhiệt cho các ứng dụng dụng cụ và công suất bùng nổ, hỗ trợ cả nền tảng bộ sạc chỉ niken lẫn đa hóa chất. Khi khảo sát ứng dụng hoàn tất, loạt bài đi vào bên trong bộ sạc để xem xét điện tử công suất biến các cấu hình này thành dòng được kiểm soát chính xác.
Weijiang Power thiết kế và sản xuất cell niken-kim loại hydrua, bộ pin được ghép nối 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, hồ sơ hiệu năng IEC 61951-2, bằng chứng an toàn IEC 62133-1 và đồng kiểm chứng bộ sạc. Chia sẻ định dạng cell, tốc độ sạc, phạm vi nhiệt và mục tiêu chu kỳ, các kỹ sư của chúng tôi sẽ chỉ định tổ hợp cell-và-sạc bảo vệ cả thời gian chạy lẫn tuổi thọ. Xem dòng sản phẩm trên trang sản phẩm.
