4. Работа
4.1. Алгоритм заряда
Линейка зарядных устройств Victron Phoenix Smart IP43 Charger - это умные многоступенчатые зарядные устройства, специально разработанные для оптимизации каждого цикла зарядки и обслуживания 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 разумно варьируется 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 увеличивается до настроенного напряжения восстановления, в то время как выходной ток зарядного устройства регулируется до 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:
4.2. Температурная компенсация
Линейка устройств Victron Phoenix Smart IP43 Charger автоматически компенсирует настроенное напряжение заряда 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 «Работа - 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 (-32,4 мВ/°C для зарядных устройств 24 В / -8,1 мВ/°C для зарядных устройств на 6 В) или в соответствии с настройками.
Примечание
[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. Сеть VE.Smart
Функция VE.Smart Networking обеспечивает соединение Bluetooth и связь между несколькими продуктами 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.
4.3.1. Определение напряжения, температуры и тока
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, для надежной и безопасной работы кабели и соединения всегда должны быть рассчитаны на максимальный ток (включая ток повреждения, необходимый для срабатывания предохранителя/выключателя) в конкретных условиях установки.
Temperature Sense использует данные о температуре батареи, которые точно измеряются непосредственно на клемме батареи или на ее корпусе, и передает их зарядному устройству. Затем зарядное устройство использует эти данные о температуре для динамической компенсации напряжения заряда (уменьшения или увеличения) в соответствии с заданным температурным коэффициентом (X мВ/°C).
Оптимальное напряжение заряда свинцово-кислотной батареи изменяется обратно пропорционально температуре батареи, при этом номинальное напряжение заряда задается при 25 °C; автоматическая компенсация напряжения заряда на основе температуры позволяет избежать необходимости ручной регулировки напряжения заряда в жарких или холодных условиях.
Для литиевых батарей оптимальное напряжение заряда остается постоянным при всех нормальных рабочих температурах, однако литиевые батареи могут быть необратимо повреждены при зарядке в холодных условиях; в этом случае данные температурного датчика могут быть использованы для автоматического отключения зарядки в холодных условиях (обычно <5 °C).
Функция Current Sense использует данные о токе батареи, которые измеряются шунтом контроля батареи (требуется BMV или SmartShunt), и передает их зарядному устройству, после чего зарядное устройство использует эти данные о токе (в отличие от выходного тока зарядного устройства) для настройки тока хвоста.
Настройка тока хвоста определяет уменьшающийся уровень тока заряда (типичный в конце полного цикла заряда) по отношению к порогу срабатывания, чтобы определить, когда батарея полностью заряжена и, следовательно, когда стадия поглощения может быть завершена (до достижения временного предела стадии поглощения). Использование хвостового тока для завершения стадии абсорбции является высокоэффективным и распространенным методом, используемым для правильного заряда свинцово-кислотных батарей.
Для того чтобы завершить стадию абсорбции в нужный момент, важно, чтобы истинный ток, протекающий в батарею, относился к пороговому значению тока хвоста, а не к выходному току зарядного устройства, который может быть значительно выше; если во время зарядки подключены какие-либо нагрузки, часть выходного тока зарядного устройства будет протекать непосредственно к нагрузкам, что затрудняет или делает невозможным выполнение условия тока хвоста без датчика тока.
Несколько совместимых зарядных устройств могут быть добавлены в общую сеть VE.Smart и получать данные о напряжении, температуре и/или токе от одного и того же монитора батареи. После включения нескольких совместимых зарядных устройств в общую сеть VE.Smart их алгоритмы заряда также будут синхронизированы, более подробную информацию см. в разделе «Синхронизированная зарядка».
4.3.2. Синхронизированная зарядка
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 (зависит от сопротивления кабеля и других факторов), и ограничение общего выходного тока системы не может быть настроено. Для систем, в которых важно ограничение общего выходного тока системы, рассмотрите возможность использования устройства GX с DVCC.
Синхронизированная зарядка может быть настроена с зарядными устройствами различных моделей, если они совместимы с VE.Smart Networking (сюда входят совместимые с VE.Smart Networking зарядные устройства Blue Smart, зарядные устройства Smart и солнечные зарядные устройства MPPT). Зарядка от солнечных зарядных устройств MPPT не является приоритетной по сравнению с зарядными устройствами от сети, поэтому в некоторых случаях (в зависимости от сопротивления кабеля и других факторов) 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 «Определение напряжения, температуры и тока».
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.
4.4. Множественные выходы для батарей
Зарядные устройства с 1+1 и 3 выходами имеют встроенный FET-изолятор батареи и, следовательно, отдельные изолированные выходы.
Несколько изолированных выходов позволяют одному зарядному устройству заряжать несколько батарей, при этом батареи остаются изолированными друг от друга.
В моделях с 1+1 выходом основной выход может выдавать полный номинальный ток, а пусковой/вспомогательный выход ограничен максимум 4 А; однако суммарный ток всех выходов ограничен полным номинальным током.
В моделях с 3 выходами все 3 выхода могут подавать полный номинальный выходной ток, однако суммарный ток всех выходов ограничен полным номинальным выходным током.
Примечание
Примечание: Несколько выходов не регулируются индивидуально, один алгоритм заряда (цикл заряда и напряжение заряда) применяется ко всем выходам.
[en] Accordingly all batteries will typically need to be the same chemistry type, and compatible with the common charge algorithm.
4.5. Начало нового цикла зарядки
Новый цикл зарядки начнется, когда:
Этап интенсивной зарядки завершен, и выходной ток увеличится до максимального тока заряда в течение четырех секунд (из-за одновременно подключенной нагрузки).
Если настроен повторный интенсивный ток; выходной ток превысит повторный интенсивный ток на этапе плавающей зарядки или на этапе сохранения в течение четырех секунд (из-за одновременно подключенной нагрузки)
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 и снова подключен
4.6. Оценка времени зарядки
[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. Оценка времени зарядки
По завершению этапа интенсивной зарядки свинцово-кислотная батарея находится в состоянии заряда примерно на 80 % (SoC).
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.
Для полной зарядки сильно разряженной батареи может потребоваться период Tабс. до 8 часов.
[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. Оценка времени зарядки
По завершению этапа интенсивной зарядки свинцово-кислотная батарея находится в состоянии заряда примерно на 80 % (SoC).
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.
[en] The absorption stage duration Tabs required to reach 100% SOC is typically less than 30 minutes.
Например, время зарядки полностью разряженной батареи емкостью 100 Ач при зарядке зарядным устройством 10 А примерно до 80% SoC составляет Tинт.заряд= 100 х 80% / 10 = 8 часов.
[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