Se reposer sur un retournement négatif delta-V complet suppose une baisse assez grande pour être mesurée – une hypothèse qui échoue pour les cellules chaudes, les courants doux et les conceptions haute capacité dont la tension ne fait que s'aplatir. Les chargeurs NiMH robustes ajoutent donc deux détecteurs plus doux : le zéro delta-V, qui termine quand la tension cesse de monter et maintient un plateau pendant une durée configurée, et la détection du point d'inflexion, qui s'arrête au changement de courbure juste avant le pic, limitant l'échauffement par surcharge. Sous tous se trouve le peu glamour mais indispensable minuteur de sécurité à temps maximal, la seule terminaison qu'un signal absent ne peut tromper. Cet article spécifie les trois et définit leur place dans un contrôleur de charge en défense en profondeur.
La documentation du chargeur NiMH de STMicroelectronics décrit une variante à zéro delta-tension précisément pour cette situation : avec le NiMH, la baisse après le pic est très faible, de l'ordre de 5 à 10 millivolts, et peut ne pas franchir un seuil -ΔV classique ; à la place, le détecteur déclare la charge pleine quand la tension filtrée n'a pas augmenté de plus d'une petite bande pendant un temps de stabilisation donné – un plateau plutôt qu'un retournement.
La détection de plateau est par nature un test de temps dans la bande : le contrôleur demande si dV/dt est resté à plus ou moins une petite fenêtre assez longtemps pour que la courbe se soit réellement nivelée, distinguant le palier de fin de charge de la montée plus lente en milieu de charge par la durée de stabilisation et en ne l'armant que tard dans la charge.
L'AN417 de ST présente la méthode du point d'inflexion comme particulièrement adaptée au NiMH parce qu'elle n'attend aucune baisse de tension : elle détecte le changement de courbure de la courbe de tension (la dérivée seconde) qui précède le pic, terminant avant que la cellule n'entre dans le plateau de recombinaison fortement exothermique. S'arrêter plus tôt en échange d'une petite phase de complément réduit l'échauffement de façon mesurable et prolonge la durée de vie.
La méthode échange la complexité algorithmique contre la santé de la cellule. Estimer une dérivée seconde dans le bruit exige un filtrage plus lourd et un armement prudent, et elle peut s'arrêter légèrement avant 100 pourcent ; c'est pourquoi les circuits qui l'utilisent l'associent à un bref complément à courant réduit pour achever la charge – la même phase optionnelle que le bq2002 offre après une terminaison de charge rapide.
Trois chiffres définissent le zéro delta-V : la bande de tension qui définit « plat » (assez étroite pour distinguer le palier, assez large pour tolérer l'ondulation et la quantification CAN), le temps de stabilisation requis dans cette bande (assez long pour rejeter une pause momentanée de la montée), et le point d'armement en temps ou en charge délivrée (assez tard pour que la pente de milieu de charge soit déjà faible). Ensemble ils convertissent une courbe lisse en un arrêt déterministe.
Comme le plateau est peu marqué, le détecteur est habituellement combiné par OU avec dT/dt et les limites absolues plutôt qu'utilisé seul ; il est le plus utile dans les conditions chaudes où aucune baisse n'apparaît mais la courbe marque encore visiblement un palier, offrant au micrologiciel un arrêt dans le domaine de la tension qui ne dépend pas uniquement de la thermistance.
Toute méthode fondée sur un signal présume qu'un signal existe. Une thermistance peut se détacher, une voie de tension peut être mal étalonnée, et -ΔV peut tout simplement ne jamais se former à faible courant ; sans une limite indépendante, le chargeur continuerait indéfiniment. Le minuteur de temps de charge maximal fournit cette limite : lancé avec la charge rapide, il force la terminaison ou le basculement à un multiple prudent du temps de charge nominal pour la capacité et le courant nominaux, indépendamment de toute autre entrée.
Les circuits de charge listent le temps maximal parmi les terminaisons standard de charge rapide aux côtés de -ΔV, de la tension maximale et de la température maximale, précisément parce que c'est le filet qui rend les autres sûrs à utiliser. Le minuteur est dimensionné à partir de la capacité divisée par le courant divisé par un rendement supposé, avec une marge pour une cellule profondément déchargée mais pas assez pour permettre une surcharge prolongée.
Lors d'une charge de nuit à 0,1C il n'y a pas de -ΔV et peu de signature thermique, le minuteur est donc le terminateur principal et approprié : une charge à 0,1C est dimensionnée à environ 14 à 16 heures pour tenir compte du rendement, puis arrêtée. Les conseils de charge Panasonic traitent le long entretien fondé sur minuteur comme la méthode la moins préférée et bornent étroitement tout courant de maintenance – sujet du prochain article – en distinguant un minuteur de charge lente unique d'un appoint indéfini.
La première figure met en séquence la détection de plateau et d'inflexion face à un arrêt -ΔV classique, et la seconde empile les couches de terminaison, de l'inflexion la plus précoce au plateau, -ΔV, dT/dt jusqu'au minuteur dur, illustrant la défense en profondeur : le contrôleur s'arrête sur la première couche fiable et le minuteur garantit qu'une couche se déclenche toujours.
La spécification doit énoncer, pour chaque condition de fonctionnement, quel terminateur doit agir en premier et lequel garantit un arrêt : inflexion ou -ΔV en charge rapide fraîche, plateau ou dT/dt quand il fait chaud, le minuteur en charge lente ou en cas de défaut, et tension/température absolues comme limites de défaut immédiates. La validation injecte des défaillances – thermistance détachée, baisse supprimée, refroidissement bloqué – et confirme que le minuteur et les limites absolues rattrapent chacun de ces cas, en mesurant la surcharge résultante pour borner l'échauffement du pire cas.
C'est cette superposition de détecteurs qui permet à un chargeur d'être à la fois assez agressif pour finir en deux heures et assez prudent pour ne jamais se reposer sur un signal de quelques millivolts qui peut ne pas exister. La question permanente restante, après la fin de la charge rapide, est de savoir comment – et combien – maintenir une cellule pleine en appoint, ce que traite l'article sur la charge de maintenance.
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