เซลล์แบบชาร์จไฟได้จะมีความทนทานพอๆ กับที่ชาร์จเท่านั้น แต่ที่ชาร์จยังเป็นส่วนที่ผู้บริโภคมักซื้อตามราคาเพียงอย่างเดียว นิกเกิล-เมทัล ไฮไดรด์ไม่สามารถชาร์จได้เหมือนกับเซลล์ตะกั่ว-กรดหรือลิเธียมธรรมดา โดยคงแรงดันไฟฟ้าคงที่ไว้จนกว่ากระแสไฟฟ้าจะตก เซลล์ NiMH ที่ชาร์จจนเต็มจะรับพลังงานและเปลี่ยนส่วนเกินให้เป็นความร้อนและก๊าซ การตัดสินใจเลือกช่วงเวลาที่แม่นยำเพื่อหยุดการชาร์จอย่างรวดเร็วจึงต้องอ่านลายเซ็นอย่างละเอียดในด้านแรงดันไฟฟ้าและอุณหภูมิ และสำรองข้อมูลทุกลายเซ็นด้วยตัวจับเวลาอิสระ บทความนี้จะอธิบายชุดการเชื่อมต่อภายในเครื่องชาร์จสำหรับผู้บริโภคที่มีคุณภาพ เช่น เดลต้า-V ที่เป็นลบ, เดลต้า-V ที่เป็นศูนย์ อัตราการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิ อุณหภูมิสัมบูรณ์ และเวลาสูงสุด และแสดงให้เห็นว่าเหตุใดวิศวกรรมที่ซ่อนอยู่นี้จึงช่วยปกป้องการอ้างสิทธิ์ตลอดอายุการใช้งานของเซลล์ที่ชาร์จ
ในระหว่างการชาร์จอย่างรวดเร็วด้วยกระแสคงที่ แรงดันไฟฟ้าของเซลล์ NiMH จะค่อยๆ เพิ่มขึ้น และปัดขึ้นจนกลายเป็นจุดสูงสุดเมื่อใกล้ประจุเต็ม จากนั้นซึ่งมีประโยชน์เป็นพิเศษ จะลดลงเล็กน้อยในขณะที่เซลล์ยังคงถูกขับเคลื่อน การลดลงหลังจุดสูงสุดเล็กน้อยนั้นเป็นเดลต้า-V (-dV) ที่เป็นลบ ซึ่งเป็นสัญญาณคลาสสิกที่ว่าการรวมตัวกันของออกซิเจนที่ขั้วบวกได้เริ่มกระจายพลังงานที่ชาร์จออกมาเป็นความร้อน แทนที่จะเก็บไว้ทางเคมี ต่างจากลิเธียมตรงที่ไม่มีแรงดันไฟฟ้าคงที่ที่คมชัดให้พึ่งพา และต่างจาก NiCd ตรงที่แรงดันไฟฟ้าตกของ NiMH นั้นเล็กน้อย - ไม่กี่มิลลิโวลต์ต่อเซลล์ - และสามารถหายไปได้เมื่อมีกระแสประจุต่ำ ซึ่งเป็นสาเหตุที่เครื่องชาร์จไม่สามารถพึ่งพาเกณฑ์เดียวได้ และเหตุใดเครื่องชาร์จ 'โง่' ที่มีแรงดันไฟฟ้าคงที่จึงปรุงอาหารเซลล์ผู้บริโภคอย่างช้าๆ
ไมโครคอนโทรลเลอร์อัจฉริยะจะสุ่มตัวอย่างแรงดันไฟฟ้าของแต่ละช่องสัญญาณทุกๆ สองสามวินาที และมองหาการลดลงที่สามารถทำซ้ำได้ไม่กี่มิลลิโวลต์ต่อเซลล์หลังจากถึงจุดสูงสุด การออกแบบอ้างอิงและเอกสารเกี่ยวกับ IC ของเครื่องชาร์จ มักใช้เกณฑ์ขั้นต่ำในตัวเลขหลักเดียวต่ำไปจนถึงประมาณ 15 มิลลิโวลต์ต่อเซลล์ ขึ้นอยู่กับกระแสและจำนวนเซลล์ ที่กระแสน้ำที่ช้ากว่า โดยที่ -dV ตื้นเกินไปที่จะตรวจจับได้อย่างน่าเชื่อถือ ตัวควบคุมจะใช้ศูนย์เดลต้า-V (0dV) แทน ซึ่งเป็นแรงดันไฟฟ้าที่ราบสูงซึ่งโดยพื้นฐานแล้วความชันจะคงที่สำหรับหน้าต่างที่ตั้งไว้ เอกสารข้อมูลเครื่องชาร์จด่วนของ Energizer แสดงให้เห็นแนวทางอุตสาหกรรมที่มีการตัดเดลต้า-V ในช่วงมิลลิโวลต์ที่ระบุต่อช่องสัญญาณ รวมกับอุณหภูมิและตัวจับเวลา เครื่องตรวจจับจะต้องติดอาวุธหลังจากที่เซลล์ถึงแรงดันไฟฟ้าและเศษส่วนประจุขั้นต่ำแล้วเท่านั้น มิฉะนั้นการจุ่มชั่วคราวในช่วงแรกของการชาร์จอาจทำให้เกิดการหยุดผิดพลาดได้
เนื่องจากการสิ้นสุดการชาร์จ NiMH โดยพื้นฐานแล้วจะเกิดเหตุการณ์ความร้อน เครื่องชาร์จที่ทนทานจะเฝ้าดูอุณหภูมิเป็นช่องสัญญาณคู่ขนานและมักจะเป็นช่องหลัก เครื่องตรวจจับอัตราการเพิ่มขึ้น dT/dt จะหยุดทำงานเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นเร็วกว่าค่าอ้างอิง การออกแบบเครื่องชาร์จระบุค่าตามลำดับประมาณหนึ่งองศาเซลเซียสต่อนาที โดยจะตรวจจับประจุเต็มแม้แรงดันไฟฟ้าจะคลุมเครือก็ตาม การตัดอุณหภูมิสัมบูรณ์คือเพดานแข็ง โดยทั่วไปจะอยู่ในช่วงวัยสี่สิบถึงกลางถึงห้าสิบสูง ขึ้นอยู่กับการออกแบบ การหยุดประจุหากเซลล์หรืออ่าวร้อนไม่ว่าด้วยเหตุผลใดก็ตาม เซ็นเซอร์อุณหภูมิต่อช่องแทนที่จะเป็นเซ็นเซอร์ที่ใช้ร่วมกันคือสิ่งที่ช่วยให้เครื่องชาร์จแบบหลายช่องจัดการกับเซลล์ AA และ AAA ได้อย่างอิสระ
วิธีการตรวจจับทุกวิธีอาจล้มเหลวได้ - เซ็นเซอร์ตัดการเชื่อมต่อ เซลล์สึกหรอผิดปกติ อุณหภูมิโดยรอบสูงเกินไป - ดังนั้นเครื่องชาร์จที่ได้รับการรับรองความปลอดภัยจึงวางชั้นแบ็คสต็อปแยกกัน: ตัวจับเวลาการชาร์จสูงสุดตามขนาดความจุปัจจุบันและใหญ่ที่สุดที่รองรับ เพดานแรงดันไฟฟ้าสูงสุดต่อเซลล์อยู่ที่ประมาณ 1.55-1.6 V และการตรวจสอบเซลล์ที่มีข้อบกพร่องซึ่งจะปฏิเสธเซลล์ที่ลัดวงจรหรือกลับด้านลึก หลังจากการชาร์จแบบรวดเร็วสิ้นสุดลง การชาร์จเพื่อการบำรุงรักษาจะต้องอ่อนโยน: กระแสไฟหยดเป็นพัลส์เล็กน้อยหรือต่ำมาก แทนที่จะเป็นกระแสไฟสูงอย่างต่อเนื่อง เนื่องจากความทนทานการชาร์จถาวรภายใต้ IEC 61951-2 นั้นเป็นการทดสอบที่กำหนดไว้และการชาร์จไฟเกินอย่างต่อเนื่องเป็นวิธีที่เร็วที่สุดในการทำลายข้อได้เปรียบในการกักเก็บเซลล์ LSD โปรไฟล์การชาร์จแบบเคลื่อนไหวด้านล่างจะติดตามแรงดันไฟฟ้าและอุณหภูมิร่วมกันเพื่อแสดงให้เห็นว่าสัญญาณมาบรรจบกันที่จุดสิ้นสุดอย่างไร
เครื่องชาร์จแบบราคาถูกจะต่อสายไฟเป็นคู่แบบอนุกรม โดยบังคับให้ผู้ใช้ชาร์จสองหรือสี่ครั้งในคราวเดียว และปล่อยให้เซลล์ที่อ่อนแอกว่าควบคุมและทนทุกข์ทรมานทั้งช่อง เครื่องชาร์จสำหรับผู้บริโภคที่มีคุณภาพใช้ช่องสัญญาณแยกกัน จึงสามารถชาร์จ AAA เดี่ยวๆ ร่วมกับ AA สามก้อนได้ โดยแต่ละ AA มี -dV/0dV และการตัดสินใจเรื่องอุณหภูมิของตัวเอง และตัวจับเวลาของตัวเอง ช่องแยกอิสระยังอนุญาตให้มีโหมดรีเฟรชหรือปรับสภาพการคายประจุซึ่งจะลดหน่วยความจำการปั่นจักรยานแบบตื้น ซึ่งแม้แต่ NiMH ก็มีแนวโน้มเล็กน้อย และช่วยให้สามารถแสดงสถานะต่อช่องได้ สำหรับผู้ค้าปลีกที่ขายเซลล์และเครื่องชาร์จเป็นชุด สถาปัตยกรรมช่องสัญญาณอิสระเป็นตัวสร้างความแตกต่างด้านคุณภาพที่มองเห็นได้ชัดเจนที่สุดเพียงตัวเดียวบนชั้นวาง และเป็นสิ่งหนึ่งที่สัมพันธ์กับอายุการใช้งานของวงจรที่เกิดขึ้นจริงมากที่สุด
ประเด็นทางการค้าคือวิศวกรรมการยกเลิกจะมองไม่เห็นจนกว่าจะล้มเหลว และโหมดความล้มเหลวคือการร้องเรียนของลูกค้าที่ว่า 'แบตเตอรี่แบบชาร์จได้มีอายุการใช้งานไม่ยาวนาน' เครื่องชาร์จที่หยุดอย่างแม่นยำ คงความเย็น จัดการเซลล์ผสมได้ตั้งแต่ 1 ถึง 4 เซลล์ และดูแลรักษามากกว่าการชาร์จไฟเกิน ทำให้เซลล์ที่ต่ออยู่เข้าถึงได้หลายร้อยถึงพันรอบตามที่ผู้ผลิตเซลล์อ้าง Paper B เปลี่ยนวิทยาศาสตร์นี้ให้กลายเป็นวิธีการออกแบบและข้อมูลจำเพาะของเครื่องชาร์จ เอกสาร C ครอบคลุมการตรวจสอบความถูกต้องของ EN 60335-2-29 สำหรับผู้ผลิต NiMH การร่วมวิศวกรรมเซลล์และอุปกรณ์ชาร์จและการขายร่วมกัน คือวิธีที่วงจรชีวิตและการเก็บรักษากลายเป็นประสบการณ์ของลูกค้าแทนที่จะเป็นความหวังในเอกสารข้อมูล
พลังเว่ยเจียงวิศวกรร่วมเซลล์ LSD NiMH AA/AAA พร้อมโปรแกรมเครื่องชาร์จอัจฉริยะที่จับคู่กันโดยใช้การแยกช่อง -dV/0dV และ dT/dt แบบอิสระ ค่าบำรุงรักษาที่อ่อนโยน และตัวจับเวลาต่อเซลล์ แบ่งปันเวลาชาร์จเป้าหมาย จำนวนช่อง และเป้าหมายต้นทุน แล้วเราจะจัดตำแหน่งเซลล์และอุปกรณ์ชาร์จเพื่อให้ทราบอายุการใช้งานของวงจรที่กำหนดในบ้าน
