4. Работа
4.1. Алгоритм заряда
Линейка зарядных устройств Blue Smart IP65 Charger – это умные многоступенчатые зарядные устройства для батарей, специально разработанные для оптимизации каждого цикла зарядки и поддержания заряда в течение длительного времени.
Многоступенчатый алгоритм зарядки включает в себя отдельные этапы зарядки, описанные ниже:
Проверка
Перед началом цикла зарядки батарею необходимо проверить, чтобы определить, будет ли она заряжаться: даже если батарея полностью разряжена (т.е. напряжение разомкнутой цепи близко к 0 В), она может успешно принять заряд.
Этап проверки продолжится до тех пор, пока импульс заряда не сможет увеличить напряжение батареи выше 12,5 В (6,25 В при конфигурации зарядного устройства на 6 В) или по истечении 2 минут.
При обнаружении обратной полярности, короткого замыкания или чрезмерно высокого напряжения батарея будет отключена, а светодиодные индикаторы покажут ошибку; в случае ошибки отключите устройства от сети переменного тока, прежде чем приступать к диагностике и устранению проблемы.
Ложное отключение может произойти при попытке зарядить глубоко разряженную батарею, когда она одновременно подключена к нагрузке; в этом случае перед повторной попыткой заряда следует отключить все нагрузки.
Интенсивная зарядка
Аккумулятор заряжается при максимальном токе заряда до тех пор, пока напряжение не увеличится до настроенного напряжения абсорбции.
Продолжительность этапа интенсивной зарядки зависит от уровня разряда батареи, емкости батареи и тока заряда.
После завершения этапа интенсивной зарядки батарея будет заряжена примерно на 80 % (или на >95 % для литий-ионных батарей) и при необходимости может быть вновь использована
Абсорбционная зарядка
Батарея заряжается при настроенном напряжении абсорбции, при этом ток заряда медленно уменьшается по мере приближения батареи к полной зарядке.
По умолчанию продолжительность этапа абсорбционной зарядки адаптивна и варьируется умным алгоритмом в зависимости от уровня разряда батареи – это определяется продолжительностью этапа интенсивной зарядки.
Продолжительность этапа абсорбционной зарядки может варьироваться от минимального времени зарядки за 30 минут до максимального времени зарядки за 8 часов (или в соответствии с настройками) для сильно разряженной батареи.
В качестве альтернативы можно выбрать фиксированную продолжительность этапа абсорбционной зарядки; фиксированная продолжительность этапа абсорбционной зарядки определяется автоматически на значение по умолчанию при выборе режима Li-ion.
Этап абсорбционной зарядки также может быть завершен досрочно в зависимости от состояния остаточного тока (если включено), а именно когда ток заряда упадет ниже порогового значения остаточного тока.
Восстановление
Напряжение батареи стремиться увеличиться до настроенного напряжения восстановления, в то время как выходной ток зарядного устройства настроен на 8 % от номинального тока заряда (например, максимум 1,2 А для зарядного устройства 15 А).
Восстановление является дополнительным этапом зарядки свинцово-кислотных батарей и не рекомендуется для регулярного/циклического использования – используйте этот этап только при необходимости, так как ненужное или избыточное использование сократит срок службы батареи из-за чрезмерного газообразования.
Более высокое напряжение заряда на этапе восстановления может частично восстановить/обратить вспять деградацию батареи из-за сульфатации, вызванной недостаточной зарядкой или если батарея находится в сильно разряженном состоянии в течение длительного периода (если выполняется в срок).
Этап восстановления также может время от времени применяться к залитым батареям для выравнивания напряжения отдельных элементов и предотвращения расслоения кислоты.
Этап восстановления завершается, как только напряжение батареи увеличивается до настроенного напряжения восстановления или после максимальной продолжительности в 1 час (или в соответствии с настройками).
Обратите внимание, что в определенных условиях состояние восстановления может завершиться до достижения настроенного напряжения восстановления, например, когда зарядное устройство одновременно питает нагрузки, если батарея не была полностью заряжена до начала этапа восстановления, если продолжительность восстановления слишком коротка (установлена менее одного часа) или если выходной ток зарядного устройства пропорционально недостаточен емкости батареи/батарейного блока.
Плавающая зарядка
Напряжение батареи поддерживается на заданном плавающем напряжении для предотвращения разряда.
После запуска этапа плавающей зарядки батарея полностью заряжена и готова к использованию.
Продолжительность этапа плавающей зарядки также является адаптивной и варьируется от 4 до 8 часов в зависимости от продолжительности этапа абсорбционной зарядки, в этот момент зарядное устройство определяет, что батарея находится на стадии сохранения.
Сохранение
Напряжение батареи поддерживается на заданном напряжении сохранения, которое немного снижено по сравнению с плавающим напряжением, чтобы свести к минимуму газообразование и продлить срок службы батареи, пока батарея не используется и находится на непрерывной зарядке.
Повторная абсорбционная зарядка
Чтобы обновить батарею и предотвратить медленный саморазряд во время длительного сохранения, каждые 7 дней (или в соответствии с настройками) будет автоматически выполняться 1-часовая абсорбционная зарядка.
Светодиодные индикаторы могут использоваться для определения состояния активного заряда; см. изображение и таблицу ниже:
Кроме того, для просмотра активного состояния заряда можно использовать устройство с поддержкой Bluetooth (например, мобильный телефон или планшет) с приложением VictronConnect; дополнительную информацию см. в разделах «Мониторинг > VictronConnect > Экран состояния» и «Мониторинг > VictronConnect > Экран с графиком».
4.2. Температурная компенсация
Линейка устройств Blue Smart IP65 Charger оснащена функцией температурной компенсации: номинальное/настроенное напряжение заряда автоматически оптимизируется в зависимости от температуры окружающей среды (за исключением режима Li-ion или при отключении вручную).
Оптимальное напряжение заряда свинцово-кислотной батареи изменяется обратно пропорционально температуре батареи; автоматическая компенсация напряжения заряда на основе температуры позволяет избежать необходимости в специальных настройках напряжения заряда в жаркой или холодной среде.
Во время включения питания зарядное устройство будет измерять свою внутреннюю температуру и использовать эту температуру в качестве образца температурной компенсации, однако начальное измерение температуры ограничено 25 °C, поскольку неизвестно, прогрелось ли зарядное устройство после предыдущей работы.
Поскольку зарядное устройство выделяет некоторое количество тепла во время работы, измерение внутренней температуры используется динамически только в том случае, если измерение внутренней температуры считается надежным; когда ток заряда снизился до низкого/незначительного уровня и прошло достаточное время для стабилизации температуры зарядного устройства.
Для более точной температурной компенсации данные о температуре батареи могут быть получены от совместимого монитора батареи (например, BMV, SmartShunt, Smart Battery Sense или VE.Bus Smart Dongle) через VE.Smart Networking - более подробную информацию см. в разделе «Эксплуатация – VE.Smart Networking».
Настроенное напряжение заряда связано с номинальной температурой 25 °C, и линейная компенсация температуры происходит в пределах от 6 °C до 50 °C на основе коэффициента компенсации температуры по умолчанию -16,2 мВ/°C для зарядных устройств 12 В (-8,1 мВ/°C в режиме 6 В) или в соответствии с настройками.
На приведенном ниже графике показана стандартная кривая зависимости температуры от напряжения заряда для зарядных устройств на 12 В:
Примечание
Коэффициент температурной компенсации указан в мВ/°C и применяется ко всей батарее/батарейному блоку (не для каждого элемента питания).
Если производитель батареи указывает коэффициент температурной компенсации для каждого элемента, его нужно умножить на общее количество последовательно соединенных элементов (обычно в свинцово-кислотной батарее 12 В последовательно соединены 6 элементов).
4.3. Начало нового цикла зарядки
Новый цикл зарядки начнется, когда:
[en] The configured Re-bulk condition is satisfied (typically due to a large load):
[en] Re-bulk current is disabled (default configuration): The current output must be maintained at the maximum current output for four seconds.
[en] Re-bulk current is configured with a user defined value: The current output must exceed the configured Re-bulk current for four seconds while the charger is in float or storage stage.
VictronConnect используется для выбора нового режима зарядки или изменения функции с режима «Источник питания» на режим «Зарядное устройство».
Источник переменного тока был отключен от источника питания и снова подключен.
Примечание
В случае, если кабели постоянного тока отсоединены/изолированы от батареи и/или нагрузки, в то время как зарядное устройство питается от источника переменного тока, рекомендуется дать зарядному устройству 5 секунд для повторной инициализации, прежде чем кабели постоянного тока будут повторно подключены и начнется новый цикл зарядки.
4.4. Оценка времени зарядки
Время, необходимое для зарядки батареи до SoC (состояния заряда) 100 %, зависит от емкости батареи, глубины разряда, тока заряда и типа/химического состава батареи, что существенно влияет на характеристики заряда.
4.4.1. Свинцово-кислотная батарея
По завершению этапа интенсивной зарядки свинцово-кислотная батарея находится в состоянии заряда (SoC) примерно 80 %.
Длительность основного этапа Tинт.заряд. может быть рассчитана как Tинт.заряд. = Aч / I, где I ток заряда (без учета любых нагрузок), а Aч разряженная емкость аккумулятора ниже 80 % SoC.
Продолжительность стадии абсорбционной зарядки Tабс зависит от глубины разряда; для достижения 100 % SoC сильно разряженной батареи может потребоваться до 8 часов абсорбционной зарядки.
Например, время, необходимое для подзарядки полностью разряженной свинцово-кислотной батареи емкостью 100 Ач с помощью зарядного устройства на 10 А, составит приблизительно:
Продолжительность стадии интенсивной зарядки: Tинт = 100 Ач x 80 % / 10 A = 8 часов
Продолжительность стадии абсорбционной зарядки: Tабс = 8 часов
Общая продолжительность зарядки, Tобщ = Tинт + Tабс = 8 + 8 = 16 часов
4.4.2. Литий-ионные батареи
По завершению этапа интенсивной зарядки литий-ионная батарея обычно находится в состоянии заряда (SoC) выше 95 %.
Длительность этапа интенсивной зарядки Tинт может быть рассчитана как Tинт = Aч / I, где I ток заряда (без учета любых нагрузок), а Aч – разряженная емкость батареи ниже 95 % SoC.
Продолжительность стадии абсорбционной зарядки Tабс, необходимая для достижения 100 % SoC, составляет обычно менее 30 минут.
Например, время зарядки полностью разряженной батареи емкостью 100 Ач при зарядке зарядным устройством 10 А примерно до 95 % SoC составляет Tинт.заряд= 100 х 95 % / 10 = 9,5 часов.
Например, время, необходимое для подзарядки полностью разряженной литий-ионной батареи емкостью 100 Ач с помощью зарядного устройства на 10 А, составит приблизительно:
Продолжительность стадии интенсивной зарядки: Tинт = 100 Ач x 95% / 10 A = 9,5 часов
Продолжительность стадии абсорбционной зарядки: Tабс = 0,5 часов
Общая продолжительность зарядки, Tобщ = Tинт + Tабс = 9,5 + 0,5 = 10 часов