电压、温度和 Delta-V：镍氢电池充满电的指标
- 镍氢电池概述
镍氢（NiMH）电池是一种可充电电池，它使用 氢氧化镍（NiOOH） 作为正极（阴极），吸氢合金作为负极（阳极）。
与镍镉（NiCd）电池相比，镍氢（NiMH）电池有几个明显的优势：
- 更高的容量这有助于延长设备的使用时间。
- 降低对环境的影响因为它们不含镉--一种有毒的重金属。
- 更环保 在使用和处置过程中都会造成污染。
凭借这些特性，镍氢电池被广泛应用于许多现代电子设备和车辆中，其中包括
- 数码相机
- 无绳电话
- 电子玩具
- 混合动力汽车
镍氢电池
- 镍氢电池满电检查原理
满电检查的一些指标 镍氢（NiMH） 电池的充电是基于电池在接近满电时发生的物理和电化学变化。在充电过程中，会对几个特征指标进行监测，以确定电池何时达到最大容量：
- 负ΔV (-ΔV) 现象:
当电池接近充满电时，每个电池单元的电压都会上升到一个峰值，然后 略有下降 由于内部离子重新分布和过充电条件的出现。这种电压降通常在 每个电池 5-15 mV-许多智能充电器都使用它来检测满电点。 - 温度上升:
当电池接近充满时，其将电能有效转化为化学能的能力就会下降。多余的能量会转化为热量，从而导致 电池温度迅速升高.这种上升可以通过温度传感器检测到，被认为是充满电的可靠指标。 - 电压阈值检测:
在充电过程接近尾声时，电池电压通常会达到介于 1.4V 和 1.5V.虽然电压本身并不是充满电的明确指标，但如果与其他指标相结合，则能提供有价值的数据。 - 理论充电时间计算:
根据电池的 额定容量（毫安时） 和 充电电流（毫安），就可以估算出预期的完全充电时间。这种方法通常用作 安全切断 或充电器设计中的辅助参考。
镍氢电池恒流充电时的电压图
下面是镍氢电池的充电曲线图，显示了这两种情况：
每个电池的电压：充满电后上升，然后轻微下降 (-ΔV)
🔴温度：缓慢上升，然后随着 收费 在充满电后（-90 分钟）仍在继续。
- Arbin 仪器在镍氢电池满电检测中的应用
测试目标
- 一个镍氢电池组（7S1P、8.4V、4.5Ah）
假设用于检查的满电指示器：
- 负三角 V 终端:V - Vpeak = -60mV
- 10 分钟连续电压降
- 故障安全最大充电时间:3 小时
- 安全电压限值:10.5V
为了解决这个问题，Arbin 工程师编写了一份计划，其中包括 2 个步骤，一个控制类型（CC-恒流 1.8A）和一些步骤限制，如下图所示：
测试时间表
循环步骤的关键点在于 "10 分钟连续电压下降 "的条件。在 CC 步骤中，当电压开始下降时（dV/dt<0），我们跳转到该步骤的循环步骤。
该步骤的最长时间为 10 分钟。在这 10 分钟内，每当 dV/dt >=0 时，就意味着电压连续下降 10 分钟的条件失败，我们需要开始计时以监控另一个 10 分钟的时段，并返回 CC 步骤。
10 分钟后，如果没有达到 dV/dt >=0 的条件，则说明电压已连续下降 10 分钟。
在这一步骤中，只要满足其他 3 个条件 (负三角 V 终端:V - Vpeak = -60mV、 故障安全最大充电时间:3 小时 安全电压限值:10.5V），电池也被视为已充满电。
本时间表的测试流程图
在该计划表中，我们创建了 CC 控制类型 (1.8A):
- 安全电压限值:10.5V => 如果当前通道电压（PV_CHAN_VOLTAGE）达到 10.5V，测试将跳至结束充电步骤。
- 故障安全最大充电时间:3 小时 => 如果测试总时间 (PV_CHAN_Test_Time) 达到 3 小时，则测试跳转到结束充电步骤。
- 负三角 V 终端：-dV/dT，-60mV => 我们创建了包含公式 F_A 的阶跃限值，如下图所示
镍氢三角洲公式
镍氢三角洲配方 2
在该公式函数中，我们创建了公式 F_A，用于计算当前电压值与本周期最高电压值之差。如果该公式的结果小于或等于-0.06，测试将跳转到结束充电步骤。
- -dV计时器:10 分钟连续电压降 => 我们创建了阶跃限值，如果
- 通道 dV/dt 的现值小于 0 时（PV_CHAN_dV/dt<0），测试将跳入 LOOP 步骤。
- 通道 dV/dt 的现值不小于 0 时，测试将根据其他条件（PV_CHAN_VOLTAGE 或 PV_CHAN_Test_Time 或 F_A）决定是否跳入结束充电步骤。
