Линейка зарядных устройств Smart IP43 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:
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 отображают состояние активного заряда; см. изображение 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».
Есть 3 встроенных режима заряда (нормальный, высокий и Li-Ion), а также дополнительный этап восстановления, который может быть включен (кроме режима Li-ion).
Встроенные режимы заряда в сочетании с адаптивной логикой заряда хорошо подходят для большинства распространенных типов батарей, таких как залитые свинцово-кислотные, AGM, гелевые и LiFePO4.
Необходимый режим заряда можно выбрать с помощью кнопки MODE или устройства с поддержкой Bluetooth (например, мобильный телефон или планшет) через приложение VictronConnect; для получения дополнительной информации см. разделы «Настройка > Настройка с помощью зарядного устройства» или «Настройка > Настройка с помощью Bluetooth».
При необходимости можно также выполнить расширенную настройку с заданными пользователем параметрами с помощью устройства с поддержкой Bluetooth (например, мобильный телефон или планшет) через приложение VictronConnect; более подробную информацию см. в разделе см. разделы «Расширенная конфигурация > Дополнительные настройки» и «Расширенная конфигурация > Настройки экспертного режима».
Все выбранные настройки сохраняются и не будут потеряны при отключении зарядного устройства от сети или батареи.
Настройки напряжения заряда для каждой стадии заряда меняются в зависимости от выбранного встроенного режима заряда; см. таблицу ниже:
Примечание
Для обеспечения надлежащей зарядки, долговечности батареи и безопасной работы важно выбрать режим зарядки, соответствующий типу и емкости заряжаемой батареи; обратитесь к рекомендациям производителя батареи.
Линейка устройств Smart IP43 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); дополнительную информацию см. в разделе «Эксплуатация > Температурная компенсация».
При включении данного режима этап восстановления включается в цикл зарядки; используйте только при необходимости в качестве корректирующего/обслуживающего действия – см. раздел «Эксплуатация > Алгоритм заряда» для получения дополнительной информации.
Если включен режим восстановления, индикатор RECONDITION (восстановление) будет гореть и мигать во время этапа восстановления.
Режим восстановления можно включать и выключать с помощью кнопки MODE на зарядном устройстве или устройства с поддержкой Bluetooth (например, мобильный телефон или планшет) через приложение VictronConnect; более подробную информацию см. в разделах «Настройка > Настройка с помощью зарядного устройства» или «Настройка > Настройка с помощью Bluetooth».
При включении данного режима максимальный ток заряда ограничивается 50 % от максимального номинального тока заряда (см. раздел «Технические характеристики» для получения дополнительной информации).
Режим низкого тока рекомендуется при зарядке батарей малой емкости с помощью зарядного устройства с высоким током; зарядка при чрезмерном токе заряда может привести к преждевременной деградации и перегреву батареи.
Обычно максимальный ток заряда для свинцово-кислотных батарей не должен превышать ~0,3 C (более 30 % от емкости батареи в Ач), а максимальный ток заряда для батарей LiFePO4 - ~0,5 C (более 50 % от емкости батареи в Ач).
Когда режим низкого тока включен, светодиод LOW будет мигать.
Режим низкого тока можно включать и выключать с помощью кнопки MODE на зарядном устройстве или устройства с поддержкой Bluetooth (например, мобильный телефон или планшет) через приложение VictronConnect; более подробную информацию см. в разделах «Настройка > Настройка с помощью зарядного устройства» или «Настройка > Настройка с помощью Bluetooth».
Примечание
Также можно установить предельный ток заряда на заданное пользователем значение между максимальным номинальным током заряда и минимальным предельным током заряда (25 % от максимального) с помощью устройства с поддержкой Bluetooth (например, мобильного телефона или планшета) через приложение VictronConnect; дополнительную информацию см. в разделе «Расширенная конфигурация > Дополнительные настройки».
Если предельный ток заряда установлен на уровне или ниже 50 % от максимального номинального тока заряда, будет мигать светодиод LOW.
Линейка устройств Smart IP43 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 (-32,4 мВ/°C для зарядных устройств 24 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).
Линейка устройств Smart IP43 Charger оснащена функцией VE.Smart Networking, которая обеспечивает подключение по Bluetooth и связь между несколькими устройствами Victron.
Эта мощная функция позволяет зарядным устройствам получать точные данные о напряжении батареи (Volt-sense), токе заряда (Current-sense) и температуре батареи (Temp-sense) от совместимого монитора батареи (например, BMV, SmartShunt, Smart Battery Sense или VE.Bus Smart Dongle) и/или нескольких зарядных устройств для работы в унисон с синхронизированным зарядом для дальнейшего улучшения цикла заряда.
Один совместимый монитор батареи (например, BMV, SmartShunt, Smart Battery Sense или VE.Bus Smart Dongle) будет предоставлять данные о напряжении, температуре и/или токе всем (одному или нескольким) зарядным устройствам в общей сети VE.Smart.
Несколько совместимых зарядных устройств в общей сети VE.Smart (с монитором батареи или без него) также синхронизируют алгоритм зарядки (так называемая синхронизированная зарядка).
Примечание
В сеть VE.Smart может быть включен только один монитор батареи (BMV, SmartShunt, Smart Battery Sense или VE.Bus Smart Dongle).
Все соединения монитора батареи (кабели для измерения напряжения, температурный датчик и токовый шунт) и зарядные устройства в общей сети VE.Smart должны быть подключены к одной и той же батарее/группе батарей.
Максимальное количество устройств в сети VE.Smart - 10.
Связь через сеть VE.Smart требует, чтобы все устройства находились в радиусе действия Bluetooth друг от друга. В системах с плохим или прерывистым сигналом Bluetooth между устройствами возникнут проблемы с подключением. Уровень сигнала между устройствами можно проверить на странице сети VictronConnect VE.Smart.
Несколько зарядных устройств в общей сети VE.Smart должны иметь одинаковые настройки заряда, поскольку «ведущий» может динамически меняться, любое зарядное устройство может стать «ведущим».
Несколько зарядных устройств в общей сети VE.Smart не обязательно должны быть одного типа или одной модели, они просто должны быть совместимы с VE.Smart Networking (сюда входят совместимые с VE.Smart Networking зарядные устройства Blue Smart, зарядные устройства Smart IP43 и солнечные зарядные устройства MPPT).
Некоторые старые устройства могут быть несовместимы с сетью VE.Smart или иметь ограничения; для подтверждения обратитесь к таблице "Совместимость продуктов с VE.Smart Networking" в руководстве VE.Smart Networking.
Система Voltage Sense использует данные о напряжении батареи, которые точно измеряются непосредственно на клеммах батареи (или очень близко к ним), и передает их зарядному устройству. Затем зарядное устройство использует эти данные для динамического повышения выходного напряжения и точной компенсации падения напряжения в кабелях и соединениях между зарядным устройством и батареей.
Это позволяет заряжать батарею точным напряжением, настроенным в зарядном устройстве, вместо более низкого напряжения из-за падения напряжения в кабелях и соединениях.
Падение напряжения пропорционально току заряда и сопротивлению кабеля/соединения (V=IxR), поэтому падение напряжения будет изменяться в течение цикла заряда и может быть довольно значительным при заряде при больших токах заряда через кабели и соединения с более высоким, чем оптимальное, сопротивлением; в этом случае датчик напряжения будет особенно полезен.
Обратите внимание, что датчик напряжения не позволяет использовать кабели или соединения с недостаточным номиналом или компенсировать слишком большое падение напряжения; для надежной и безопасной работы кабели и соединения всегда должны иметь номинал и размер подходящие для конкретной установки. См. раздел «Установка > Проводка» для более подробной информации.
Возможность синхронизированной зарядки позволяет объединить несколько совместимых зарядных устройств в общую сеть VE.Smart, что позволяет зарядным устройствам работать в унисон, как если бы они были одним большим зарядным устройством.
Зарядные устройства синхронизируют алгоритм зарядки между собой без необходимости дополнительного оборудования или физических соединений и одновременно меняют состояние зарядки.
Синхронизированная зарядка работает путем систематического определения приоритетов всех зарядных устройств и назначения одного из них «ведущим», которое затем управляет стадией заряда всех остальных «ведомых» зарядных устройств. Если первоначальное «ведущее» устройство отключается от сети VE.Smart по какой-либо причине (например, вне зоны действия Bluetooth), другое зарядное устройство систематически назначается «ведущим» и принимает управление на себя; это также может быть отменено, если связь с первоначальным «ведущим» (имеющим более высокий приоритет) будет восстановлена. «Ведущее» зарядное устройство не может быть выбрано вручную.
Синхронизированная зарядка не регулирует и не выравнивает выходной ток нескольких зарядных устройств, каждое зарядное устройство имеет полный контроль над своим собственным выходным током. Соответственно, разброс выходного тока между несколькими зарядными устройствами является нормальным (в первую очередь зависит от сопротивления кабеля и других условий зарядки), и лимит общего выходного тока системы не может быть настроен. Если важно ограничение общего выходного тока системы, рассмотрите возможность использования устройства GX с DVCC (Distributed Voltage and Current Control, распределенное управление напряжением и током) вместо VE.Smart Networking.
Синхронизированная зарядка может быть настроена с зарядными устройствами различных типов, если они совместимы с VE.Smart Networking (сюда входят совместимые зарядные устройства Blue Smart IP22, зарядные устройства Smart IP43 и солнечные зарядные устройства SmartSolar MPPT). Зарядка от солнечных зарядных устройств не является приоритетной по сравнению с зарядными устройствами от сети, поэтому в некоторых установках (в первую очередь в зависимости от сопротивления кабеля и условий зарядки) возможно недостаточное использование солнечной энергии.
Синхронизированная зарядка также может использоваться в сочетании с монитором батареи (BMV, SmartShunt, Smart Battery Sense или VE.Bus Smart Dongle) для предоставления данных о напряжении, температуре и/или токе зарядным устройствам в общей сети VE.Smart; более подробную информацию см. в разделе «Эксплуатация > VE.Smart Networking > Voltage sense / Temperature sense / Current sense».
В отсутствие монитора батареи, предоставляющего данные по току (требуется BMV или SmartShunt), ток заряда от каждого отдельного зарядного устройства объединяется «ведущим» устройством и сравнивается с настройкой хвостового тока.
Новый цикл зарядки начнется, когда:
Заданное условие повторной интенсивной зарядки выполнено (обычно из-за большой нагрузки):
«Метод повторной интенсивной зарядки» установлен на «Ток», а «Ток повторной интенсивной зарядки» отключен (конфигурация по умолчанию): Токовый выход должен поддерживаться на максимальном уровне в течение четырех секунд.
«Метод повторной интенсивной зарядки» установлен на «Ток», а «Ток повторной интенсивной зарядки» сконфигурирован с заданным пользователем значением: Выходной ток должен превышать настроенное значение «Ток повторной интенсивной зарядки» в течение четырех секунд, пока зарядное устройство находится в плавающем режиме или в режиме сохранения.
Для параметра «Метод повторной интенсивной зарядки» установлено значение «Напряжение», а для параметра «Смещение напряжения повторной интенсивной зарядки» задано значение, определяемое пользователем: Напряжение батареи должно опуститься ниже настроенного значения «Напряжение повторной интенсивной зарядки» в течение одной минуты.
Кнопка MODE нажимается или используется для выбора нового режима заряда.
VictronConnect используется для выбора нового режима зарядки или изменения функции с режима «Источник питания» на режим «Зарядное устройство».
VictronConnect используется для отключения и повторного включения зарядного устройства (с помощью переключателя в меню настроек).
Удаленные клеммы используются для отключения и повторного включения зарядного устройства (от внешнего переключателя или сигнала BMS).
Источник переменного тока был отключен от источника питания и снова подключен.
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.
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
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
Зарядные устройства Smart IP43 Charger с 1+1 и 3 выходами имеют встроенный FET-изолятор батареи и несколько изолированных выходов.
Несколько изолированных выходов позволяют одному зарядному устройству заряжать несколько отдельных батарей, находящихся на разных уровнях напряжения/SoC, без протекания тока между батареями, с внутренним распределением тока заряда между всеми батареями в зависимости от их уровня напряжения/SoC и емкости.
Модели зарядных устройств с 1+1 выходом могут выдавать полный номинальный ток на основном выходе, а пусковой/вспомогательный выход ограничен максимум 4 А; однако суммарный ток всех выходов ограничен полным номинальным током.
В моделях зарядных устройств с 3 выходами все 3 выхода могут подавать полный номинальный выходной ток, однако суммарный ток всех выходов ограничен полным номинальным выходным током.
Примечание
Несколько изолированных выходов не регулируются индивидуально, один алгоритм заряда (цикл заряда и напряжение заряда) применяется ко всем выходам. Соответственно, все батареи должны быть совместимы с общим алгоритмом заряда (как правило, одного химического типа).