4. Bediening
4.1. Laadalgoritme
De laders van de Victron Phoenix Smart IP43 Charger-serie zijn intelligente meertraps acculaders, speciaal ontworpen om elke laadcyclus te optimaliseren en de lading gedurende langere periodes op peil te houden.
Het meertraps laadalgoritme omvat de afzonderlijke laadfasen die hieronder worden beschreven:
Bulk
De accu wordt opgeladen met maximale laadstroom totdat de spanning toeneemt tot de geconfigureerde absorptiespanningswaarde is bereikt.
De duur van de bulkfase is afhankelijk van de ontladingsgraad van de accu, alsmede de accucapaciteit en de laadstroom.
Zodra de bulkfase is voltooid, wordt de accu ongeveer 80 % opgeladen (of > 95 % voor Li-Ion-accu's) en kan deze indien nodig in gebruik worden genomen.
Absorptie
De accu wordt opgeladen bij de geconfigureerde absorptiespanning, waarbij de laadstroom langzaam afneemt naarmate de accu volledig wordt opgeladen.
De standaardduur van de absorptiefase is adaptief en wordt op intelligente wijze gevarieerd, afhankelijk van de mate van ontlading van de accu - deze wordt bepaald aan de hand van de duur van de bulklaadfase.
De duur van de adaptieve absorptiefase kan variëren van minimaal 30 minuten tot maximaal 8 uur (of zoals geconfigureerd) voor een diep ontladen accu.
Als alternatief kan een vaste absorptietijd worden geselecteerd; een vaste absorptietijd is de automatische standaardinstelling wanneer de Li-ion-modus is geselecteerd.
De absorptiefase kan ook vroegtijdig worden beëindigd op basis van de staartstroomconditie (indien ingeschakeld), d.w.z. wanneer de laadstroom onder de staartstroomdrempel zakt.
Reconditionering
Er wordt geprobeerd de accuspanning te verhogen tot het geconfigureerde herstelspanning, terwijl de uitgangsstroom van de lader wordt gereguleerd op 8 % van de nominale laadstroom (bijvoorbeeld - maximaal 1,2 A voor een lader van 15 A).
Reconditionering is een optionele laadfase voor loodzuuraccu's en wordt niet aanbevolen voor normaal/cyclisch gebruik - gebruik alleen indien nodig, omdat onnodig of overmatig gebruik de levensduur van de accu vermindert als gevolg van overmatig vergassen.
De hogere laadspanning tijdens de reconditioneringsfase kan accudegradatie als gevolg van sulfatatie gedeeltelijk herstellen/terugdraaien. Sulfatatie wordt meestal veroorzaakt door het onvoldoende opladen of als de accu zich gedurende langere tijd in een diep ontladen toestand bevindt (indien tijdig uitgevoerd).
De reconditioneringsfase kan af en toe ook worden toegepast op natte accu's om ervoor te zorgen dat de individuele celspanning van de verschillende cellen gelijk is en om zuurstratificatie te voorkomen.
De herstelfase wordt beëindigd zodra de accuspanning stijgt tot het geconfigureerde herstelspanning of na een maximale duur van 1 uur (of zoals geconfigureerd).
Merk op dat het onder bepaalde omstandigheden mogelijk is dat de hersteltoestand eindigt voordat het geconfigureerde herstelspanning is bereikt, bijvoorbeeld wanneer de lader tegelijkertijd belastingen voedt, als de accu niet volledig was opgeladen voordat de herstelfase begon, als de hersteltijd te kort is (ingesteld op minder dan een uur) of als de uitgangsstroom van de lader in verhouding tot de capaciteit van de accu / accubank onvoldoende is.
Druppel
De accuspanning wordt gehandhaafd op de geconfigureerde druppellaadpanning om ontlading te voorkomen.
Zodra de druppellaadfase is gestart, is de accu volledig opgeladen en klaar voor gebruik.
De duur van de druppellaadfase is ook adaptief en varieert van 4 tot 8 uur, afhankelijk van de duur van de absorptielaadfase. Daarna zal de acculader detecteren dat de accu zich in opslagfase bevindt.
Opslag
De accuspanning wordt gehandhaafd op de geconfigureerde opslagspanningswaarde, die enigszins wordt verminderd in vergelijking met de druppellaadspanning om gasvorming te minimaliseren en de levensduur van de accu te verlengen terwijl de accu ongebruikt blijft en continu wordt opgeladen.
Herhaalde absorptie
Om de accu te vernieuwen en langzame zelfontlading te voorkomen tijdens de opslag gedurende een langere periode, zal er om de 7 dagen automatisch een absorptielading van 1 uur plaatsvinden (of zoals geconfigureerd).
De status-LED's tonen de actieve laadfase; zie onderstaande afbeelding:
4.2. Temperatuurcompensatie
De laders van de Victron Phoenix Smart IP43 Charger serie zullen automatisch de ingestelde laadspanning compenseren op basis van de omgevingstemperatuur (behalve voor Li-ion modus of indien handmatig uitgeschakeld).
De optimale laadspanning van een loodzuuraccu varieert omgekeerd evenredig met de accutemperatuur; de automatische temperatuurgebaseerde laadspanningscompensatie vermijdt de noodzaak van speciale laadspanningsinstellingen in warme of koude omgevingen.
Tijdens het opladen zal de acculader zijn interne temperatuur meten en die temperatuur gebruiken als referentie voor temperatuurcompensatie. Echter, de initiële temperatuurmeting is beperkt tot 25 °C omdat het onbekend is of de acculader nog warm is van eerder gebruik.
Aangezien de acculader tijdens bedrijf enige warmte genereert, wordt de interne temperatuurmeting alleen dynamisch gebruikt wanneer de interne temperatuurmeting als betrouwbaar wordt beschouwd; wanneer de laadstroom is gedaald tot een laag/verwaarloosbaar niveau en voldoende tijd is verstreken om de temperatuur van de acculader te stabiliseren.
Voor nauwkeurigere temperatuurcompensatie kunnen de temperatuurgegevens via een VE.Smart netwerk verkregen worden van een compatibele accumonitor (zoals een BMV, SmartShunt, Smart Battery Sense of VE.Bus Smart-dongle) - raadpleeg het gedeelte 'Bediening- VE.Smart Networking’ voor meer informatie.
De geconfigureerde laadspanning is gerelateerd aan een nominale temperatuur van 25 °C en lineaire temperatuurcompensatie vindt plaats tussen de grenzen van 6 °C en 50 °C op basis van de standaard temperatuurcompensatiecoëfficiënt van -16,2 mV/°C (-32,4 mV/°C voor 24 V laders / -8,1 mV/°C voor 6 V laders) of zoals geconfigureerd.
Let op
[en] Note: The temperature compensation coefficient is specified in mV/°C and applies to the entire battery/battery bank (not per battery cell).
[en] If the battery manufacturer specifies a temperature compensation coefficient per cell, it will need to be multiplied by the total number of cells in series (there are typically 6 cells in series within a 12V lead-acid based battery).
4.3. VE.Smart Netwerken
VE.Smart Networking maakt Bluetooth-verbinding mogelijk, en daarmee communicatie tussen meerdere Victron-producten.
Dankzij deze krachtige functie kan de lader accurate gegevens ontvangen over accuspanning (Volt-sense)-, laadstroom (Current-sense)- en accutemperatuur (Temp-sense)-gegevens, door communicatie met een compatibele accu monitor (zoals een BMV, SmartShunt of Smart Battery Sense); ook kunnen meerdere laders tegelijk werken, dus synchroon laden, om de laadcyclus verder te verbeteren.
4.3.1. Detectie van spanning, temperatuur en stroom
Spanning Sensor gebruikt accuspanningsgegevens die direct op (of vlakbij) de accuklemmen gemeten worden, en geeft ze door aan de acculader, die ze dan gebruikt om de uitgangsspanning dynamisch te verhogen en om exact de spanningsdaling te compenseren over de bekabeling en aansluitingen tussen lader en accu.
Zo kan de accu opgeladen worden met exact die spanning die in de lader geconfigureerd is, en niet met de verlaagde spanning die ontstaat over de bekabeling en aansluitingen.
Deze spanningsdaling is evenredig met de laadstroom en met de weerstand van de bekabeling/aansluitingen (V=IxR); de spanningsdaling varieert dus tijdens een laadcyclus, en hij kan aanzienlijk oplopen tijdens laden met sterke laadstroom door bekabeling en aansluitingen met een hogere weerstand dan optimaal. Dit is het scenario waar Spanning Sensor bijzonder gunstig werkt.
Let er op dat Spanning Sensor niet werkt om te laden met ongeschikte bekabeling of aansluitingen; voor betrouwbare en veilige werking moeten deze altijd geschikt zijn voor de maximale stroomsterkte (inclusief de foutstroom die nodig is om de zekering of stroomonderbreker te laten doorslaan), onder de specifieke omstandigheden van de installatie.
Temperature Sensor gebruikt accutemperatuurgegevens die direct op (of vlakbij) de accuklemmen gemeten worden, en geeft ze door aan de acculader, die ze dan gebruikt om de uitgangsspanning dynamisch aan te passen (hoger of lager) volgens de gespecificeerde temperatuurcoëfficiënt (X mV/°C).
De optimale laadspanning van een loodzuuraccu varieert omgekeerd evenredig met de accutemperatuur; de nominale laadspanning wordt voor 25 °C gegeven; met de automatische temperatuur-gebaseerde laadspanningscompensatie is het niet meer nodig om de instelling voor laadspanning handmatig aan te passen aan warme of koude omgevingen.
Voor lithium-accu's is de optimale laadspanningen bij alle normale gebruikstemperaturen gelijk, maar ze kunnen permanente schade oplopen door opladen bij sterke kou; hier worden de gegevens van Temperatuursensor gebruikt om het laden automatisch uit te schakelen als het te koud is (normaliter <5 °C).
Stroom Sensor gebruikt accustroomgegevens die gemeten worden door de shunt van de accumonitor (hiervoor is een BMV of SmartShunt nodig), en geeft ze door aan de acculader; de lader gebruikt dan deze gegevens, en niet zijn eigen uitgangsstroom, voor het instellen van de staartstroom.
De instelling voor de staartstroom verwijst naar het niveau van de laadstroom (typisch voor het einde van de volledige laadcyclus) ten opzichte van de activeringsdrempel om te bepalen wanneer de accu volledig is opgeladen, dus het punt waarop de absorptiefase gestopt kan worden (voordat de tijdslimiet voor de absorptiefase bereikt is). Het gebruikt van de staartstroom om de absorptiefase te stoppen is een zeer effectieve en veelgebruikte manier om loodzuuraccu's op te laden.
Om de absorptiefase te stoppen op het goede punt is het belangrijk de werkelijke laadstroom naar de accu te relateren aan de staartstroomgrenswaarde, en niet de uitgangsstroom van de acculader, want die kan aanzienlijk hoger zijn; als de accu belast wordt tijdens het laden zal een deel van de uitgangsstroom van de acculader direct naar die belasting gaan en niet naar de accu zelf, en dan is het moeilijk of onmogelijk om de voorwaarde voor de staartstroom te vervullen zonder Stroom Sensor.
Het is mogelijk om meerdere compatibele acculaders aan een gemeenschappelijk VE.Smart netwerk te hangen en detectiegegevens over spanning, temperatuur en/of stroom vanuit dezelfde accumonitor te ontvangen. Zitten er eenmaal meerdere compatibele acculaders in een gemeenschappelijk VE.Smart netwerk, dan worden ook hun laadalgoritmes gesynchroniseerd. Zie het gedeelte “Gesynchroniseerd opladen” voor meer informatie.
4.3.2. Gesynchroniseerd opladen
Gesynchroniseerd opladen maakt het mogelijk om meerdere compatibele laders samen aan een VE.Smart Network te hangen, zodat ze samen fungeren als één grote acculader.
De lader zullen hun laadalgoritme onderling synchroniseren, zonder dat daar verdere hardware noch fysieke aansluitingen voor nodig zijn; ze zullen hun laadtoestand gelijktijdig wisselen.
Gesynchroniseerd opladen werkt door systematisch prioriteit toe te wijzen aan alle acculaders, en één lader als “Master” aan te wijzen. Deze “Master” regelt vervolgens de laadtoestand van de andere laders, de “Slaven”. Wordt de oorspronkelijke “Master” losgekoppeld van het VE.Smart netwek, ongeacht de reden (b.v. omdat het buiten het bereik van de Bluetooth raakt), dan zal een andere acculader systematisch de rol van “Master” toegewezen krijgen, en het regelen overnemen. Dit kan teruggedraaid worden als de communicatie met de initiële “Master” (die een hogere prioriteit heeft) wordt hersteld. Het is niet mogelijk om de “Master”-acculader handmatig te selecteren.
Gesynchroniseerd opladen zal de uitgangsstroom van de verschillende acculaders niet regelen of egaliseren; elke acculader houdt de volledige controle over zijn eigen uitgangsstroom. Verschillen in uitgangsstroom tussen de verschillende acculaders is dus normaal (afhankelijk van kabelweerstand en andere factoren), en het is niet mogelijk een grens in te stellen voor de totale uitgaande stroom van het systeem. Voor systemen waar de totale uitgangsstroom van het systeem van belang is kan men overwegen om een GX-apparaat met een DVCC te gebruiken.
Gesynchroniseerd opladen kan worden ingesteld met verschillende modellen acculaders, mits ze VE.Smart Networking-compatibel zijn (dit omvat de VE.Smart Networking compatibele Blue Smart-acculaders, Smart-acculaders en de MPPT-zonneladers) MPPT-zonneladers hebben geen prioriteit boven de acculaders via het electriciteitsnet, dus in sommige installaties (afhankelijk van kabelweerstand en andere factoren) en laadcondities is het mogelijk dat zonne-energie niet volledig benut wordt.
Synchroon laden is ook te gebruiken samen met een accumonitor (BMV, SmartShunt, Smart Battery Sense of VE.Bus Smart Dongle) die gegevens levert over spanning, temperatuur en/of stroom aan alle laders binnen een VE.Smart Network; zie de sectie “Detectie van spanning, temperatuur en stroom” voor meer informatie.
Is er geen accumonitor aanwezig die actuele gegevens levert over de stroom (hier is een BMV or SmartShunt voor nodig), dan wordt de laadstroom van de afzonderlijke laders gecombineerd door de “Master”-lader en gerelateerd aan de instelling voor de staartstroom.
4.4. Meerdere accu-uitgangen
De acculaders met 1+1 en 3 uitgangen hebben beiden een geïntegreerde FET accu-isolator en daarom aparte geïsoleerde uitgangen.
Meerdere geïsoleerde uitgangen maken het mogelijk voor een enkele acculader om meerdere accu's op te laden, terwijl de accu's van elkaar gescheiden blijven.
Met de modellen met een 1+1-uitgang kan de hoofduitgang de volledige nominale stroom leveren en de startaccu/hulp uitgang maximaal 4 A. De gecombineerde stroom van alle uitgangen is echter beperkt tot de volledige nominale hoeveelheid stroom.
Met de modellen met 3 uitgangen kunnen de 3 uitgangen de volledige nominale stroom leveren, de gecombineerde stroom van alle uitgangen is echter beperkt tot de volledige nominale hoeveelheid stroom.
Let op
Opmerking: Meerdere uitgangen worden niet afzonderlijk geregeld, één laadalgoritme (laadcyclus en laadspanning) wordt op alle uitgangen toegepast.
[en] Accordingly all batteries will typically need to be the same chemistry type, and compatible with the common charge algorithm.
4.5. Een nieuwe laadcyclus starten
Een nieuwe oplaadcyclus begint wanneer:
De bulkfase is voltooid en de stroomuitgang toeneemt tot de maximale laadstroom gedurende vier seconden (als gevolg van een gelijktijdig aangesloten belasting)
Als re-bulkstroom is geconfigureerd; de stroomuitgang overschrijdt de re-bulkstroom in druppellaad of opslagfase gedurende vier seconden (als gevolg van een gelijktijdig aangesloten belasting)
De MODE-knop wordt ingedrukt of gebruikt om een nieuwe laadmodus te selecteren.
VictronConnect wordt gebruikt om een nieuwe laadmodus te selecteren of de functie te veranderen van “Stroomvoorziening” naar “Laad”-modus
VictronConnect wordt gebruikt om de acculader uit te schakelen en weer in te schakelen (via de schakelaar in het instellingenmenu).
De remote aansluitklemmen worden gebruikt om de acculader uit te schakelen en weer in te schakelen (via een externe schakelaar of een BMS-signaal)
De AC-voeding is losgekoppeld en opnieuw aangesloten
4.6. Laadtijd inschatten
[en] The time required to recharge a battery to 100% SOC (state of charge) is dependant on the battery capacity, the depth of discharge, the charge current and the battery type/chemistry, which has a significant effect on the charge characteristics.
4.6.1. Laadtijd inschatten
Een loodzuuraccu heeft ongeveer 80 % laadstatus (SoC) wanneer de bulklaadfase is voltooid.
De bulkfase duur T-bulk kan worden berekend als T-bulk= Ah/I, waarbij Ide laadstroom is (exclusief belastingen) en Ah de uitgeputte accucapaciteit lager is dan 80 % SoC.
Een absorptieperiode Tabs van maximaal 8 uur kan nodig zijn om een diep ontladen accu volledig op te laden.
[en] For example, the time required to recharge a fully discharged Lead-acid based 100Ah battery with a 10A charger would be approximately:
[en] Bulk stage duration, Tbulk = 100Ah x 80% / 10A = 8 hours
[en] Absorption stage duration, Tabs = 8 hours
[en] Total charge duration, Ttotal = Tbulk + Tabs = 8 + 8 = 16 hours
4.6.2. Laadtijd inschatten
Een loodzuuraccu heeft ongeveer 80 % laadstatus (SoC) wanneer de bulklaadfase is voltooid.
De bulkfase duur T-bulk kan worden berekend als T-bulk= Ah/I, waarbij Ide laadstroom is (exclusief belastingen) en Ah de uitgeputte accucapaciteit lager is dan 80 % SoC.
[en] The absorption stage duration Tabs required to reach 100% SOC is typically less than 30 minutes.
Bijvoorbeeld, voor een volledig ontladen 100 Ah-accu is de laadtijd, met een 10 A-acculader, tot ongeveer 80 % SoC: Tbulk = 100 x 80% / 10 = 8 uur.
[en] For example, the time required to recharge a fully discharged Li-ion based 100Ah battery with a 10A charger would be approximately:
[en] Bulk stage duration, Tbulk = 100Ah x 95% / 10A = 9.5 hours
[en] Absorption stage duration, Tabs = 0.5 hours
[en] Total charge duration, Ttotal = Tbulk + Tabs = 9.5 + 0.5 = 10 hours