Ogniwo jest tak trwałe, jak jego ładowarka, a mimo to ładowarka jest częścią, którą konsumenci najczęściej kupują wyłącznie ze względu na cenę. Niklowo-wodorkowego nie można ładować w taki sam sposób, jak proste ogniwo kwasowo-ołowiowe lub litowe, utrzymując stałe napięcie do momentu zaniku prądu: w pełni naładowane ogniwo NiMH nadal przyjmuje energię i zamienia jej nadmiar w ciepło i gaz. Dlatego określenie dokładnego momentu zakończenia szybkiego ładowania wymaga odczytania subtelnych sygnatur napięcia i temperatury oraz zabezpieczenia każdego sygnatury niezależnym zegarem. W tym artykule wyjaśniono stos zakończeń wewnątrz wysokiej jakości ładowarki konsumenckiej – ujemne napięcie delta V, zerowe napięcie delta V, szybkość narastania temperatury, temperatura bezwzględna i maksymalny czas – i pokazano, dlaczego ta ukryta inżynieria chroni żywotność ładowanych ogniw.
Podczas szybkiego ładowania prądem stałym napięcie ogniwa NiMH stopniowo wzrasta, osiąga wartość szczytową w pobliżu pełnego naładowania, a następnie – co jest wyjątkowo przydatne – nieznacznie spada, gdy ogniwo jest nadal zasilane. Ten niewielki spadek po szczycie to ujemne delta-V (-dV), klasyczny sygnał, że rekombinacja tlenu na elektrodzie dodatniej zaczęła rozpraszać energię ładowania w postaci ciepła, zamiast magazynować ją chemicznie. W przeciwieństwie do litu nie ma ostrego stopnia stałego napięcia, na którym można by się oprzeć, a w przeciwieństwie do NiCd, spadek napięcia NiMH jest niewielki – kilka miliwoltów na ogniwo – i może zniknąć przy niskich prądach ładowania, dlatego ładowarka nie może polegać na jednym progu i dlatego „głupia” ładowarka o stałym napięciu powoli gotuje ogniwa konsumenckie.
Inteligentny mikrokontroler próbkuje napięcie każdego kanału co kilka sekund i szuka powtarzalnego spadku o kilka miliwoltów na ogniwo po osiągnięciu wartości szczytowej. W źródłach projektowych i literaturze dotyczącej układów ładowarek powszechnie stosuje się progi w zakresie od niskich jednocyfrowych do około piętnastu miliwoltów na ogniwo, w zależności od prądu i liczby ogniw. Przy wolniejszych prądach, gdzie -dV staje się zbyt małe, aby można je było wiarygodnie wykryć, sterownik zamiast tego wykorzystuje zero delta-V (0dV): plateau napięcia, przy którym nachylenie pozostaje zasadniczo płaskie przez ustawione okno. Własny arkusz danych szybkich ładowarek firmy Energizer ilustruje podejście branżowe z odcięciem napięcia delta V w określonym zakresie miliwoltów na kanał w połączeniu z temperaturą i timerem. Czujkę należy uzbroić dopiero po osiągnięciu przez ogniwo minimalnego napięcia i frakcji ładunku, w przeciwnym razie przejściowy spadek naładowania na początku może spowodować fałszywe zatrzymanie.
Ponieważ koniec ładowania NiMH jest zasadniczo zdarzeniem termicznym, solidna ładowarka monitoruje temperaturę jako kanał równoległy i często główny. Detektor szybkości wzrostu dT/dt kończy pracę, gdy temperatura wzrasta szybciej niż wartość odniesienia – uwagi dotyczące projektu ładowarki podają wartości rzędu około jednego stopnia Celsjusza na minutę – wychwytywanie pełnego naładowania nawet przy niejednoznacznym napięciu. Graniczną temperaturą bezwzględną jest twardy sufit, zwykle w zakresie od czterdziestu do połowy czterdziestu do wysokich pięćdziesięciu stopni Celsjusza, w zależności od projektu, zatrzymujący ładowanie, jeśli ogniwo lub wnęka z jakiegokolwiek powodu się nagrzeje. Czujnik temperatury na wnękę, a nie jeden wspólny czujnik, pozwala ładowarce wielokomorowej na niezależne traktowanie ogniw AA i AAA.
Każda metoda wykrywania może zawieść – czujnik odłącza się, ogniwo jest wyjątkowo zużyte, temperatura otoczenia jest ekstremalna – dlatego ładowarka z certyfikatem bezpieczeństwa zapewnia niezależne zabezpieczenia: licznik czasu maksymalnego ładowania dobrany do prądu i największej obsługiwanej pojemności, maksymalne napięcie na ogniwo około 1,55–1,6 V oraz kontrolę uszkodzonych ogniw, która odrzuca ogniwa zwarte lub głęboko odwrócone. Po zakończeniu szybkiego ładowania ładowanie konserwacyjne musi być delikatne: raczej mały impulsowy lub bardzo niski prąd podtrzymujący niż ciągły wysoki prąd, ponieważ trwałość stałego ładowania zgodnie z IEC 61951-2 sama w sobie jest zdefiniowanym testem, a długotrwałe przeładowanie jest najszybszym sposobem na zniszczenie przewagi ogniwa LSD w zakresie retencji. Animowany profil ładowania poniżej śledzi napięcie i temperaturę, aby pokazać, w jaki sposób sygnały zbiegają się w punkcie końcowym.
Tanie ładowarki łączą ogniwa szeregowo parami, zmuszając użytkownika do ładowania dwóch lub czterech jednocześnie i pozwalając słabszemu ogniwu dyktować – i cierpieć – cały kanał. Wysokiej jakości ładowarka konsumencka wykorzystuje niezależne kanały, więc samotne AAA można ładować obok trzech AA, każdy z własną decyzją -dV/0dV, temperaturą i własnym timerem. Niezależne wnęki umożliwiają również tryby odświeżania lub regeneracji po rozładowaniu, które redukują płytką pamięć cykliczną, na którą nawet NiMH jest lekko podatny, a także umożliwiają wskazanie stanu każdej wnęki. Dla sprzedawcy detalicznego sprzedającego ogniwa i ładowarkę w pakiecie, architektura niezależnych kanałów jest najbardziej widocznym wyróżnikiem jakości na półce i najbardziej skorelowanym z realizowanym cyklem życia.
Z komercyjnego punktu widzenia inżynieria terminacji jest niewidoczna, dopóki nie ulegnie awarii, a przyczyną awarii jest skarga klienta, że „akumulatory nie są trwałe”. Ładowarka, która dokładnie się zatrzymuje, pozostaje chłodna, obsługuje od jednego do czterech mieszanych ogniw i podtrzymuje, a nie przeładowuje, pozwala podłączonym ogniwom faktycznie osiągnąć setki do tysięcy cykli, jak twierdzi producent ogniw. Artykuł B przekształca tę naukę w metodę projektowania i specyfikacji ładowarek; Dokument C obejmuje walidację EN 60335-2-29. Dla producenta NiMH wspólne projektowanie ogniwa i ładowarki oraz ich wspólna sprzedaż to sposób, w jaki historia cyklu życia i utrzymania staje się doświadczeniem klienta, a nie nadzieją w arkuszu danych.
Moc Weijiangawspółprojektuje ogniwa LSD NiMH AA/AAA z dopasowanymi programami inteligentnych ładowarek wykorzystujących niezależną wnękę terminacji -dV/0dV i dT/dt, delikatne ładowanie konserwacyjne i liczniki czasowe dla każdego ogniwa. Podziel się docelowym czasem ładowania, liczbą stanowisk i docelowym kosztem, a my dopasujemy ogniwo i ładowarkę tak, aby znamionowy cykl życia był realizowany w domu.
