Terminator -ΔV łatwo opisać i trudno dobrze zaimplementować. Sygnał docelowy to spadek zaledwie kilku miliwoltów na komórkę, zatopiony w szumie pomiarowym, dryfie rezystancji styków, tętnieniu prądu i termicznych stanach przejściowych rzeczywistej obudowy; próg ustawiony zbyt nisko wyzwala wcześnie od szumu i pozostawia komórki niedoładowane, podczas gdy zbyt wysoki nie wykrywa pełnego naładowania i „przypala” pakiet. Przechodząc od elektrochemii Artykułu 5 do inżynierii, niniejsza praca specyfikuje, jak ładowarka produkcyjna zamienia ten miliwoltowy rys w wiarygodną decyzję: budżet progu, algorytm śledzenia szczytu, okno próbkowania i potwierdzenia, warunki, w których -ΔV w ogóle obowiązuje, i jak szereg zmienia zagadnienie.
Obserwowane spadki NiMH mieszczą się z grubsza w przedziale 5–15 miliwoltów na komórkę, około połowy wielkości NiCd, i maleją przy wysokiej temperaturze i niskim prądzie. Próg musi leżeć ponad poziomem szumu dzielnika, ADC i toru stykowego, lecz poniżej najmniejszego prawdziwego spadku, jaki konstrukcja musi wychwycić w swoim prawidłowym oknie. Pakiety wielokomórkowe skalują sygnał: dziesięć komórek w szeregu wykazuje spadek na poziomie pakietu bliski 50–150 miliwoltów, co ułatwia rozdzielczość ADC, ale też sumuje zmienność komórek.
Praktycy zwykle wybierają wyzwolenie rzędu 3–10 miliwoltów na komórkę w zależności od tempa i liczby komórek, następnie walidują je w całej partii produkcyjnej i zakresie temperatur, zamiast ufać pojedynczemu przykładowi z karty katalogowej; wartość z notatki projektowej TI o spadku 10 miliwoltów na pojedynczej komórce to punkt wyjścia, nie uniwersalna stała.
Wykrywanie wymaga pamiętania najwyższego napięcia osiągniętego od czasu uzbrojenia detekcji. Oprogramowanie utrzymuje Vszczyt, aktualizuje je, gdy bieżące filtrowane napięcie je przewyższa, i oblicza delta = Vszczyt minus Vteraz; wyzwolenie ogłasza się, gdy delta przekracza próg. Rejestr musi być aktualizowany z sygnału oddrganego i świadomego prądu, aby krótkie obniżenie prądu – które obniża napięcie przez spadek omowy – nie zostało wzięte za prawdziwy spadek po szczycie, a następnie zatrzaśnięte jako fałszywy, niski szczyt.
Badania ładowarek słonecznych i o zmiennym wejściu wyrażają to wprost: gdy |dV/dt| skacze, ponieważ prąd wejściowy właśnie się zmienił, albo gdy obwiednia prądu odchyla się poza ustalone pasmo, rejestr szczytu jest wstrzymywany lub zerowany, gdyż maksimum napięcia przy jednym prądzie nie jest porównywalne z tym przy innym. Ładowarki konsumenckie o stałym wejściu stykają się z łagodniejszą wersją tego samego problemu przy starcie i podczas zrzutów obciążenia.
Sygnał ewoluuje przez dziesiątki sekund do minut, szybkie próbkowanie jest więc zbędne; liczy się spójność. Praktyczny projekt próbkuje co kilka sekund – tradycja notatek projektowych stosuje odstępy 30-sekundowe –, stosuje lekkie filtrowanie odpowiednie dla ADC i wymaga, aby warunek spadku utrzymał się przez kilka kolejnych próbek (w tamtym odesłaniu cztery) przed zakończeniem. To oddrganie odrzuca szum pojedynczej próbki, reagując z zapasem w oknie przeładowania.
Potwierdzenie celowo wymienia kilkadziesiąt sekund nieznacznego przeładowania na odporność na fałszywe wyzwolenia – korzystna wymiana, bo fałszywe wczesne zakończenie niedoładowuje każdy kolejny cykl, podczas gdy prawidłowo ograniczone potwierdzenie dodaje tylko niewielki nadmiar rzędu dozowania, który termiczne zabezpieczenia i tak nadzorują.
Ujemne delta-V ma sens tylko wewnątrz zdefiniowanej obwiedni. Detekcję uzbraja się dopiero po minimalnym czasie ładowania lub dostarczeniu ułamka pojemności – zapobiegając wyzwoleniu od startowego spadku ocieplenia – i tylko, gdy prąd pozostaje w zakresie szybkiego ładowania, nominalnie powyżej C/3, gdzie tworzy się prawdziwy szczyt. Poza tym oknem oprogramowanie musi przejść do alternatywnej terminacji: timery dla wolnego ładowania, dT/dt dla ciepłych warunków.
Strażnicy wejścia sprawdzają też, czy napięcie i temperatura mieszczą się w dozwolonym przez układ zakresie szybkiego ładowania; sterowniki klasy bq2002 wyraźnie blokują szybkie ładowanie, gdy temperatura baterii lub napięcie leżą poza skonfigurowanymi granicami, czekając lub wracając do ładowania podtrzymującego, aż komórka znajdzie się w stanie, w którym szybkie ładowanie i jego terminacja są wiarygodne.
W pakiecie szeregowym mierzone napięcie pakietu osiąga szczyt, gdy osiąga je zagregowane, lecz poszczególne komórki osiągają pełne naładowanie w różnych momentach zależnie od niedopasowania pojemności i impedancji; pierwsza przeładowana komórka zaczyna rekombinację i nagrzewanie, podczas gdy inne jeszcze przyjmują ładunek, rozmywając i opóźniając spadek na poziomie pakietu. Im głębsze niedopasowanie, tym późniejszy i słabszy widoczny -ΔV i tym więcej nadużyć pochłania najsłabsza komórka, zanim pakiet zakończy.
To sprzęga terminację z doborem komórek i topologią pakietu. Dobrane komórki i niezależne kanały (w ładowarkach konsumenckich) lub nadzór na komórkę (w pakietach) zachowują czysty szczyt; niedopasowane szeregi wymagają konserwatywnego prądu i silniejszego polegania na temperaturze, ponieważ kanał napięciowy jest strukturalnie osłabiony. Pierwsza figura porządkuje algorytm detekcji; druga przeciwstawia ostry szczyt pojedynczej komórki rozmy temu szczytowi szeregu.
Kompletny terminator przebiega przez kontrole resetu, strażników uzbrajania, filtrowaną akwizycję, świadomą prądu aktualizację szczytu, wielopróbkowe potwierdzenie progu i przekazanie do dozowania lub konserwacji – każda ścieżka ograniczona zabezpieczeniami maksymalnego napięcia, maksymalnej temperatury i timera bezpieczeństwa. Walidacja obejmuje zakres od C/3 do 1C, temperatury od chłodnej do ciepłej, liczbę komórek i rozrzut partii, i celowo wprowadza szum, skoki prądu i ciepłe starty, aby dowieść braku zarówno fałszywych wyzwoleń, jak i pominiętych terminacji.
Do produkcji Weijiang zaleca wspólną walidację terminatora wobec scharakteryzowanych komórek, tak aby próg i uzbrojenie odzwierciedlały rzeczywisty rozkład szczytów, a nie ogólne założenie. Gdy -ΔV jest już zaprojektowany, komplementarny kanał termiczny – często ten rozstrzygający – zasługuje na tę samą rygorystyczność i jest tematem następnej pracy.
Weijiang Power projektuje i wytwarza ogniwa niklowo-wodorkowe, dopasowane pakiety i konfiguracje gotowe do ładowania dla klientów konsumenckich, przemysłowych, medycznych i mobilności, i wspiera partnerów wskazówkami dotyczącymi protokołów ładowania, plikami osiągów IEC 61951-2, dowodami bezpieczeństwa IEC 62133-1 oraz wspólną walidacją ładowarek. Podajcie nam format ogniwa, stopień ładowania, obudowę termiczną i cel cyklowy, a nasi inżynierowie określą kombinację ogniwa i ładowania chroniącą zarówno czas pracy, jak i żywotność. Zobaczcie asortyment na stronie produktów.
