Jeśli ładowanie na zimno jest ograniczone powolną rekombinacją, ładowanie w upale jest ograniczone przez wymykającą się spod kontroli chemię i sygnał zatrzymania, który po cichu znika. W wysokiej temperaturze potencjał wydzielania tlenu spada, więc ogniwo wcześniej generuje gaz rekombinacyjny, przyspiesza kinetyka korozji, a pik ujemnego delta-V kończący chłodną szybką ładowarkę kurczy się do niewidoczności – pozostawiając nieostrożną ładowarkę, by przeładowała już gorące ogniwo. Niniejsza praca analizuje trzy sprzężone problemy wysokotemperaturowego ładowania NiMH, wyjaśnia, dlaczego trzeba ograniczyć prąd i przypisać zakończenie kanałom termicznym, oraz określa solidne profile dla gorących obudów, elektroniki komory silnika i wdrożeń tropikalnych, gdzie samo otoczenie może doprowadzić ogniwo blisko jego granicy.
Potencjały elektrod przesuwają się z temperaturą, a potencjał wydzielania tlenu na dodatniej elektrodzie maleje w miarę nagrzewania ogniwa; wytwarzanie tlenu zaczyna się zatem przy niższym stanie naładowania i niższym napięciu na zaciskach niż w temperaturze pokojowej. Kolano akceptacji ładowania (Paper 2) przesuwa się wcześniej, więc profil prądu dostrojony na 20 C spędza więcej ładowania w reżimie rekombinacji przy 40 C, generując ciepło właśnie wtedy, gdy ciepło najtrudniej odprowadzić.
Przesuwa to w dół cały bezpieczny obszar: prąd, który przy 20 C pozostaje poniżej pojemności rekombinacji, przy wysokim otoczeniu ją przekracza, a wielostopniowe punkty obniżania muszą przesuwać się do niższego SOC i niższego prądu wraz ze wzrostem temperatury.
Korozja i utlenianie podlegają kinetyce typu Arrheniusa, z grubsza przyspieszając z każdym wzrostem o 10 C, więc przeładowanie w wysokiej temperaturze zużywa żywotność cykliczną kilka razy szybciej (Paper 24). Gorące ogniwo, które jest dodatkowo przeładowywane, znajduje się w najgorszym rogu przestrzeni protokołów – wysoka temperatura, reżim rekombinacji, potencjał utleniający – a bezwzględne odcięcie blisko 50–60 C pełni rolę ostatniej osłony.
Inżynierski wniosek jest taki, że wysokotemperaturowe ładowanie musi minimalizować zarówno samonagrzewanie, jak i czas przeładowania: niższy prąd zmniejsza ciepło I-do-kwadratu-R, wcześniejsze/termiczne zakończenie zmniejsza ekspozycję na rekombinację, a opór cieplny obudowy względem otoczenia trzeba scharakteryzować, aby najgorsza temperatura ustalona była przewidywana, a nie odkrywana w terenie.
Ponieważ pik napięcia powstaje w wyniku samonagrzewania od rekombinacji (Paper 5), ogniwo zaczynające już ciepłe ma niewiele dodatkowego nagrzewania, które można zamienić w odwrócenie napięcia; źródła dotyczące ładowarek zauważają, że delta-V NiMH w wysokiej temperaturze prawie nie występuje. Sterownik opierający się wyłącznie na spadku napięcia po prostu nigdy się nie zatrzyma, ładując, aż minutnik lub bezwzględna temperatura wreszcie zainterweniuje – do tego momentu ogniwo przyjęło znaczne gorące przeładowanie.
Kanały termiczne muszą zatem przejąć rolę: dT/dt pozostaje informatywne, ponieważ rekombinacja wciąż daje przyspieszający wzrost, delta-T względem początku wychwytuje kumulatywne nagrzewanie, a bezwzględny pułap jest gwarantowaną asekuracją; profil gorącego ładowania skutecznie degraduje -delta-V do drugorzędnego potwierdzenia i awansuje temperaturę do roli podstawowego zakończenia.
Profil uwzględniający temperaturę stosuje krzywą ograniczania prądu w funkcji temperatury – pełny szybki prąd tylko do umiarkowanej temperatury, stopniowe obniżenia powyżej niej, oraz blokadę szybkiego ładowania przy zbliżaniu się do wysokiego odcięcia – w połączeniu z przejściami stopni, które również przesuwają się wcześniej wraz ze wzrostem temperatury. Modele elektrocieplne (Paper 18) generują te krzywe, symulując najgorszą trajektorię temperatury i wybierając największy prąd, którego pik pozostaje z marginesem poniżej granicy, zastępując doraźne reguły przewidzianym obszarem.
W pakietach rządzi najgorętsze ogniwo: prąd ogranicza się od maksymalnej temperatury ogniwa, a nie średniej, ponieważ ogniwa wewnętrzne pracują cieplej niż czujniki powierzchniowe, a najcieplejsze ogniwo wyznacza granice rekombinacji i starzenia dla całego ciągu.
Czasem najlepsza decyzja o prądzie ładowania to poczekać: w komorze silnika lub szczelnej szafie zewnętrznej ładowanie podczas lub bezpośrednio po wysokotemperaturowej pracy nakłada otoczenie i ciepło resztkowe, podczas gdy zaplanowanie ładowania na najchłodniejszy okres lub po ostygnięciu obciążenia drastycznie zmniejsza obciążenie. Tam, gdzie istnieją wymuszony przepływ powietrza lub ścieżki przewodzenia, ich włączenie podczas ładowania i umieszczenie NTC przy najcieplejszym ogniwie zamyka pętlę sterowania.
Pierwsza ilustracja pokazuje obszar ograniczania i przesunięcie tlenowego kolana wraz z temperaturą; druga porządkuje logikę termicznie świadomego zakończenia, która zastępuje brakujący spadek napięcia przez dT/dt i bezwzględne granice.
Określ krzywą ograniczania, temperaturę blokady szybkiego ładowania, zestaw zakończeń z termicznym pierwszym, zarządzanie najgorętszym ogniwem w pakietach oraz politykę oczekiwania/planowania; weryfikuj przy najgorszym otoczeniu w rzeczywistej obudowie, rejestrując temperaturę szczytową, przyczynę zakończenia i wynikowe przeładowanie, aby dowieść, że żadna ścieżka ładowania nie opiera się na -delta-V, które upał usuwa. Weijiang dostarcza wysokotemperaturowe obszary ładowania i dane przyspieszonego starzenia, aby produkty tropikalne i do komory silnika ograniczały prąd od zmierzonych granic. Następna praca omawia zarządzanie cieplne na poziomie pakietu, od którego zależą te krzywe.
Weijiang Power projektuje i wytwarza ogniwa niklowo-wodorkowe, dopasowane pakiety i gotowe do ładowania konfiguracje dla klientów konsumenckich, przemysłowych, medycznych i mobilnościowych, oraz wspiera partnerów wskazówkami dotyczącymi protokołów ładowania, plikami parametrów IEC 61951-2, dowodami bezpieczeństwa IEC 62133-1 i wspólną walidacją ładowarek. Podaj format ogniwa, prąd ładowania, zakres termiczny i cel cykliczny, a nasi inżynierowie określą kombinację ogniwa i ładowania chroniącą zarówno czas pracy, jak i żywotność. Przejrzyj asortyment na stronie produktów.
