Sensowna dyskusja o szybkości ładowania, sprawności i żywotności wymaga wspólnych reguł pomiaru, a dla szczelnych ogniw niklowo-wodorkowych reguły te wyznacza IEC 61951-2, norma dla przenośnych szczelnych ogniw i akumulatorów. Określa, jak ogniwo jest ładowane i rozładowywane dla oceny pojemności, jak cyklicznie bada się trwałość, jak mierzy się zachowanie ładunku (samorozładowanie) po przechowywaniu i jak wyznacza się opór wewnętrzny – wszystko przy ściśle określonych warunkach prądu, temperatury i czasu. Ta ostatnia grupa otwiera się analizą związanych z ładowaniem metod badania IEC 61951-2, wyjaśniając, dlaczego każdy warunek jest ustalony właśnie tak, jak wyniki normy odnoszą się do zachowania ładowania w aplikacji z poprzednich artykułów i jak laboratorium odtwarza je bez subtelnych błędów, które czynią wyniki badań baterii nieporównywalnymi.
IEC 61951-2 ustandaryzowuje metody badania szczelnych ogniw i akumulatorów NiMH stosowanych w aplikacjach przenośnych, aby oceny różnych producentów były porównywalne; jego technika polega na ustaleniu każdej zmiennej, która mogłaby zmienić wynik – prąd i czas ładowania, prąd rozładowania i napięcie końcowe, temperatura otoczenia, okresy spoczynku i liczba cykli kondycjonowania – pozostawiając badane ogniwo jedyną zmienną. „Ładowanie standardowe” jest zatem zdefiniowanym protokołem, a nie zaleceniem, jak produkty powinny ładować się w użytku.
Rozróżnienie standardowego ładowania badawczego i ładowania aplikacyjnego jest kluczowe: norma celowo używa konserwatywnych, powtarzalnych prądów (zazwyczaj powolne, czasowe ładowanie), aby ocenić własności wewnętrzne ogniwa, podczas gdy szybkie, wielokryterialne profile analizowane w tej serii to metody aplikacyjne oceniane względem – ale nie identyczne z – protokołem standardowym.
Pojemność znamionowa ustala się po określonych cyklach przygotowania/kondycjonowania, ładując w trybie ładowania standardowego przy kontrolowanej temperaturze, spoczywając przez zdefiniowany okres, następnie rozładowując prądem standardowym do określonego napięcia końcowego i całkując dostarczony ładunek; ogniwo spełnia ocenę, jeśli dostarczona pojemność osiąga deklarowaną wartość w granicach tolerancji w wymaganych cyklach. Ponieważ pojemność rozładowania zależy od kompletności ładowania, ustandaryzowane powolne, pełne ładowanie zapewnia, że każde ogniwo rozpoczyna rozładowanie z porównywalnego, w pełni naładowanego stanu.
W ujęciu aplikacyjnym jest to odniesienie, względem którego ocenia się straty akceptacji ładowania (artykuł 2) i niedopełnienie wywołane terminacją: szybkie ładowanie, które dostarcza 96 procent pojemności znamionowej IEC, wymiernie pozostawia 4 procent na stole – porównanie możliwe tylko dlatego, że norma definiuje linię bazową 100 procent.
Badania trwałości wielokrotnie ładują i rozładowują w określonych trybach, sprawdzając pojemność w punktach kontrolnych i definiując próg pojemności końca życia (zwykle 80 procent znamionowej); warunki cykliczne normy zapewniają powtarzalną, quasi-przyspieszoną linię bazową, podczas gdy producenci i klienci dodają specyficzne dla aplikacji protokoły ładowania (matryca szybkość/głębokość/temperatura z artykułu 24), aby przewidzieć rzeczywistą żywotność. Rozróżnienie ma znaczenie: trwałość IEC dowodzi wytrzymałości we wspólnym protokole, ale sama w sobie nie przewiduje życia przy szybkim ładowaniu 1C w gorącej obudowie, co wymaga badania dopasowanego do protokołu.
Podawanie żywotności cyklicznej zawsze wymaga podania trybu ładowania – cykle-do-80 przy ładowaniu standardowym nieprzenoszalne na szybkie ładowanie – punkt, który filozofia stałych warunków normy czyni jawnym.
Zachowanie ładunku mierzy samorozładowanie: naładowane standardowo ogniwo spoczywa w określonej temperaturze przez stały okres przechowywania, następnie jest rozładowywane w celu pomiaru zachowanej pojemności względem jej wartości przed przechowywaniem; to liczba stojąca za modelowaniem samorozładowania (artykuł 16) i decyzjami harmonogramu konserwacji (artykuł 34), i wyjaśnia, dlaczego gatunki o niskim samorozładowaniu bada się tak samo, ale wykazują wyraźnie wyższe zachowanie ładunku. Opór wewnętrzny mierzy się metodą AC (1 kHz) lub metodą DC skokową prądu przy określonym stanie naładowania, dając wartości oporu używane do projektowania impulsowego i cieplnego (artykuł 17).
Wartości oporu AC i DC odpowiadają na różne pytania – AC przy 1 kHz zbliża się do składowej omowej, podczas gdy impuls DC obejmuje polaryzację – nie wolno ich więc mieszać przy określaniu limitów prądu ładowania, częste źródło błędów projektowych.
Wiarygodne wyniki wymagają skalibrowanych kanałów elektronicznych z pomiarem czteroprzewodowym, środowiska o kontrolowanej temperaturze na poziomie określonym przez normę, dokładnego odmierzania ładowania i spoczynku oraz uwagi na cykle kondycjonowania stabilizujące nowe ogniwo (zachowanie formacyjne z artykułu 25). Typowe błędy obejmują ładowanie w niestandardowej temperaturze otoczenia, pomijanie kondycjonowania, uwzględnianie oporu uchwytu w pomiarze i porównywanie pojemności z różnych prądów rozładowania. Pierwsza ilustracja porządkuje standardowe badanie pojemności; druga przyporządkowuje każdą metodę IEC do parametru projektowania ładowania, który ona zasila.
Traktowanie normy jako kontraktu pomiarowego – ten sam protokół, te same warunki, te same punkty końcowe – pozwala uzgodnić wartości z kart katalogowych, porównania dostawców i walidację aplikacyjną.
Weijiang bada ogniwa metodami IEC 61951-2 i dostarcza dane pojemności, trwałości, zachowania ładunku i oporu na tej wspólnej podstawie, obok specyficznej dla aplikacji charakteryzacji zakresu ładowania; klienci mogą zatem uczciwie porównywać gatunki i powiązać oceny standardowe z własną walidacją szybkiego ładowania. Następny artykuł zagląda do laboratorium, aby pokazać, jak sprawność ładowania i dokładny moment „pełnego naładowania” mierzy się eksperymentalnie poza linią bazową normy.
Weijiang Power projektuje i wytwarza ogniwa niklowo-wodorkowe, dopasowane pakiety i konfiguracje gotowe do ładowania dla klientów konsumenckich, przemysłowych, medycznych i z obszaru mobilności, i wspiera partnerów wskazówkami co do protokołu ładowania, plikami osiągów IEC 61951-2, dowodami bezpieczeństwa IEC 62133-1 i wspólną walidacją ładowarek. Podaj format ogniwa, szybkość ładowania, zakres temperaturowy i cel cykliczny, a nasi inżynierowie określą kombinację ogniwa i ładowania chroniącą zarówno czas pracy, jak i żywotność. Przejrzyj asortyment na stronie produktów.
