Zakończenie szybkiego ładowania nie jest końcem ładowania. Ogniwo NiMH zatrzymane na piku -ΔV jest bliskie pełnemu naładowaniu, ale rzadko idealnie pełne; w momencie zdjęcia prądu zaczyna się samorozładowywać. Ładowarki dodają zatem dopełnienie prądem o obniżonej wartości, aby dokończyć ładowanie, oraz reżim utrzymujący, aby utrzymać stan – i właśnie w tym pozornie łagodnym ogonie wiele akumulatorów jest po cichu niszczonych, ponieważ nawet mały ciągły prąd płynący do pełnego ogniwa jest ciągłym przeładowaniem. Niniejszy artykuł rozróżnia dopełnienie, ładowanie podtrzymujące i konserwację, kwantyfikuje prądy i czasy, jakie ogniwo może tolerować, i wyjaśnia, dlaczego utrzymywanie impulsowe przewyższa stałe ładowanie podtrzymujące pod względem długiej żywotności.
Szybkie zakończenie przy -ΔV lub w punkcie przegięcia celowo zatrzymuje się nieco wcześniej, aby uniknąć najgorętszej części obszaru rekombinacji, a przy 1C lub C/2 ogniwo może wciąż o kilka procent nie osiągać pełnej pojemności. Układy scalone rodziny bq2002 oferują opcjonalne dopełnienie właśnie dla systemów chemicznych, które „mają tendencję do kończenia przed osiągnięciem pełnej pojemności”: po zakończeniu szybkiego ładowania ładowanie trwa dalej przy obniżonej szybkości przez wybrany okres, aby dodać ostatnie procenty bez długotrwałego przeładowania wysokim prądem.
Prąd i czas trwania dopełnienia są ograniczone, tak aby całkowite przeładowanie pozostało małe: jest to skończona, kończona czasomierzem faza, a nie nieograniczone wygaszanie, a jej celem jest wyrównanie ładunku między ogniwami i wypełnienie ostatnich kilku procent, a nie utrzymywanie ogniwa w pełni bezterminowo.
Stały prąd podtrzymujący płynący do już pełnego ogniwa jest w całości zużywany przez pętlę rekombinacji tlenu i zamieniany w ciepło; utrzymywany długotrwale, trzyma elektrodę ujemną w stanie permanentnego utleniania, przyspiesza wysychanie elektrolitu i korozję, a także obniża aktywność katalityczną stopu wodorkowego, przez co ciśnienie wewnętrzne rośnie w trakcie eksploatacji. Instrukcja ładowania Panasonic wprost stwierdza, że intensywne ładowanie podtrzymujące powoduje pogorszenie i jest najmniej preferowaną metodą; jeśli jest stosowane, powinno być ograniczone do około 0,033C do 0,05C na nie więcej niż około 20 godzin.
Liczby te odzwierciedlają zdolność rekombinacyjną małego ogniwa: prądy bliskie C/20 znajdują się na granicy tego, co może zostać zrekombinowane bez kumulatywnego uszkodzenia, i nawet wtedy tylko przez ograniczony czas, po którym ładowanie musi się zakończyć, a nie być kontynuowane jako strategia „zawsze pełne”.
Utrzymywanie impulsowe zastępuje ciągły prąd krótkimi impulsami ładowania oddzielonymi długimi przerwami, dobranymi tak, aby średni prąd jedynie kompensował samorozładowanie ogniwa, zamiast wymuszać ciągłą rekombinację. Klasa układów bq2002 oferuje wybieralne szybkości impulsowego ładowania podtrzymującego właśnie z tego powodu; ładowarka może utrzymywać ogniwo blisko pełnego naładowania, dając elektrodom i równowadze gazowej czas na regenerację między impulsami, drastycznie zmniejszając uśrednione w czasie przeładowanie i nagrzewanie.
Projektowanie utrzymywania impulsowego oznacza oszacowanie prądu samorozładowania w temperaturze utrzymywania – wyższy w cieple, niższy w zimnie – i ustawienie wypełnienia tak, aby czyste amperogodziny je bilansowały, przy czym ogniwo spędza większość czasu w stanie obwodu otwartego. Jest to znacznie łagodniejsze niż stały prąd o tej samej wartości szczytowej, ponieważ rekombinacja jest przerywana, a nie ciągła.
Utrzymywanie ogniwa na 100 % do natychmiastowego użycia jest uzasadnionym celem dla urządzenia zawsze gotowego do pracy, ale jest to najbardziej obciążający długoterminowo stan; w przypadku ogniw przeznaczonych do przechowywania dobrą praktyką jest ładowanie, użytkowanie lub przechowywanie ich w stanie częściowego naładowania (często podaje się około 30–40 %) i umożliwienie ostygnięcia po ładowaniu lub rozładowaniu przed kolejnym zdarzeniem. Projekt ładowarki powinien zatem rozróżniać „utrzymywanie w ładowarce do bliskiego użycia” od „przygotowania do przechowywania”, które nie wymaga w ogóle prądu podtrzymującego.
Ogniwa niskosamorozładowalne osłabiają argumenty za agresywnym utrzymywaniem: nowoczesne ogniwo NiMH LSD traci tylko około procent miesięcznie (artykuł az02 w serii konsumenckiej), więc średni prąd potrzebny do utrzymania ładunku jest znikomy, a przeładowywanie w celu kompensacji i tak już minimalnego samorozładowania przynosi efekt odwrotny do zamierzonego.
Niektóre analizatory okresowo rozładowują i ponownie ładują ogniwa, aby przeciwdziałać depresji napięcia (tzw. efektowi pamięci) i regenerować zestarzałe ogniwa; wytyczne sugerują okazjonalne docieranie lub odświeżanie co kilka cykli, a nie co cykl, ponieważ każde niepotrzebne głębokie rozładowanie samo w sobie stanowi zużycie. Logika utrzymywania nie powinna mieszać kompensacji samorozładowania – małych, częstych impulsów – z regeneracją, która jest zamierzonym, rzadkim pełnym rozładowaniem/ładowaniem.
Pierwszy rysunek porównuje przebiegi prądu dopełnienia, ciągłego ładowania podtrzymującego i utrzymywania impulsowego; drugi zestawia średnie obciążenie przeładowaniem każdej strategii, unaoczniając, dlaczego stałe ładowanie podtrzymujące kumuluje uszkodzenia, których utrzymywanie impulsowe w dużej mierze unika.
Pełna specyfikacja podaje prąd dopełnienia i jego limit czasomierza, tryb utrzymywania (preferowany impulsowy), amplitudę impulsu i wypełnienie jako funkcję temperatury, zakaz ciągłego prądu poza granicą klasy C/20 / 20 godzin oraz odrębne zalecenie dotyczące przechowywania. Walidacja utrzymuje ogniwa w każdym reżimie przez przyspieszone okresy i porównuje zachowanie pojemności, rezystancji wewnętrznej i ciśnienia wewnętrznego, aby dowieść, że strategia utrzymywania kompensuje samorozładowanie, a nie napędza rekombinację.
Weijiang charakteryzuje samorozładowanie i ograniczony rekombinacją prąd utrzymujący dla każdej klasy, dzięki czemu partnerzy mogą dobierać wypełnienie impulsów na podstawie danych. Gdy pełna sekwencja od szybkiego ładowania do utrzymywania jest określona, końcowy artykuł o kończeniu ładowania pokazuje, jak kryteria te integruje się w jeden automat stanowy zarządzania ładowaniem i jego implementację w krzemie.
Weijiang Power projektuje i wytwarza ogniwa niklowo-wodorkowe, dopasowane pakiety i gotowe do ładowania konfiguracje dla klientów konsumenckich, przemysłowych, medycznych i z obszaru mobilności, a także wspiera partnerów wskazówkami dotyczącymi protokołów ładowania, plikami parametrów IEC 61951-2, dowodami bezpieczeństwa IEC 62133-1 oraz wspólną walidacją ładowarek. Podajcie format ogniwa, prąd ładowania, warunki termiczne i docelową liczbę cykli, a nasi inżynierowie określą kombinację ogniwa i ładowania chroniącą zarówno czas pracy, jak i żywotność. Przeglądajcie asortyment na stronie produktów.
