4. Drift
4.1. Laddningsalgoritm
Programmet av Smart IP43 Charger är intelligenta flerstegsbatteriladdare som är särskilt framtagna för att optimera varje återladdningscykel och laddningsunderhåll i långa perioder.
Laddningsalgoritmen i flera steg inkluderar de individuella laddningssteg som beskrivs nedan:
Bulk
Batteriet laddas med maximal laddningsström tills spänningen stiger till den inställda absorptionsspänningen.
Bulkstegets längd beror på batteriets urladdningsnivå, batterikapaciteten och laddningsströmmen.
När bulksteget är komplett kommer batteriet att vara laddat till ungefär 80 % (eller >95 % för litiumjonbatterier) och kan åter sättas i drift om så krävs.
Absorption
Batteriet laddas vid den inställda absorptionsspänningen och laddningsströmmen stiger långsamt när batteriet närmar sig fulladdning.
Absorptionsstegets längd är som standard anpassningsbar och varierar på ett intelligent sätt beroende på batteriets urladdningsnivå (fastställs av längden på bulkladdningssteget).
Det anpassningsbara absorptionssteget kan variera mellan minst 30 minuter upp till en maxgräns på 8 timmar (eller enligt konfigurering) för ett djupt urladdat batteri.
Alternativt kan en fast absorptionstid väljas: en fast absorptionstid är den automatiska standardinställningen när litiumjonläge väljs.
Absorptionssteget kan även avslutas tidigare på grund av svansströmsinställningen (om aktiv), som är när laddningsströmmen sjunker under tröskelvärdet för svansström.
Rekonditionering
Batterispänningen försöker stiga till den inställda rekonditioneringsspänningen medan laddarens utgångsström är reglerad till 8 % av den nominella laddningsströmmen (t.ex. - max 1,2 A för en laddare på 15 A).
Rekonditionering är ett alternativ laddningssteg för blybatterier och rekommenderas inte för vanlig/cyklisk användning. Använd endast detta steg om det är nödvändigt för onödig användning eller överanvändning reducerar batteriets livslängd på grund av alltför hög gasbildning.
Den högre laddningsspänningen under rekonditioneringssteget kan delvis återhämta/upphäva försämringen av ett batteri på grund av sulfatering, något som oftast uppstår på grund av felaktig laddning eller om batteriet lämnas i ett djupt urladdat tillstånd en längre period (om det utförs i tid),
Rekonditioneringssteget kan även tillämpas emellanåt på våtcellsbatterier för att utjämna individuella cellspänningar och förhindra syrastratifiering.
Rekonditioneringssteget avslutas när batterispänningen stiger till den inställda rekonditioneringsspänningen eller efter en maximal varaktighet på en timme (eller enligt konfigurering).
Observera att det under vissa förhållande är möjligt att rekonditioneringssteget avslutas innan den konfigurerade rekonditioneringsspänningen har uppnåtts, exempelvis när laddaren samtidigt förser belastningen med ström, om batteriet inte var fulladdat innan rekonditioneringssteget påbörjades, om rekonditioneringens varaktighet är för kort (inställd på mindre än en timme) eller om laddarens utgångsström är otillräcklig i förhållande till batteriets/batteribankens kapacitet.
Float
Batterispänningen vidhålls enligt den konfigurerade floatspänningen för att förhindra urladdning.
När floatsteget har inletts är batteriet fulladdat och redo att användas.
Floatstegets längd är också adaptiv och varierar mellan fyra till åtta timmar beroende på längden absorptionsladdningssteget, vid vilken punkt laddaren fastställer att batteriet är i förvaringsläge.
Förvaring
Batterispänningen vidhålls enligt den konfigurerade förvaringsspänningen som är något lägre jämfört med floatspänningen för att minimera gasbildning och på så sätt förlänga batteriets livslängd när det inte används och laddas konstant.
Upprepad absorption
En absorberingsladdning på en timme kommer att ske automatiskt var sjunde dag (eller enligt konfigurering) för att fräscha upp batteriet och förhindra en långsam självurladdning när det är i förvaringsläge en längre period.
Indikatorlamporna visar det aktiva laddarläget, se bilden nedan:
Alternativt kan en Bluetooth-aktiverad enhet (som en mobiltelefon eller surfplatta) med appen VictronConnect användas för att se det aktiva laddningstillståndet. Vi hänvisar till avsnitten ”Övervakning > VictronConnect > Statusskärm” och ”Övervakning > VictronConnect > Diagramskärm” för mer information.
4.2. Laddningslägen
Det finns tre integrerade laddningslägen (normal, hög och litiumjon) samt ett alternativt rekonditioneringssteg som kan inkluderas (förutom för litiumjonläge).
De integrerade laddningslägena i kombination med den adaptiva laddningslogiken är väl lämpade för de flesta vanliga batterityperna såsom vätskefyllda blybatterier, AGM-, gel- och LiFePO4-batterier.
Det laddningsläge som krävs kan väljas med MODE-knappen på laddaren eller en Bluetooth-aktiverad enhet (som en mobiltelefon eller surfplatta) med appen VictronConnect. Se avsnittet ”Inställningar > Inställning med laddaren” eller ”Inställningar > Inställning med Bluetooth” för mer information.
Vid behov är det möjligt att göra avancerad konfigurering med användardefinierade inställningar med en Bluetooth-anpassad enhet (som en mobiltelefon eller surfplatta) med appen VictronConnect. Se avsnitten Avancerad konfigurering > Avancerade inställningar” och ”Avancerad konfigurering > Inställningar för expertläge” för mer information.
Alla inställningar som görs sparas och går inte förlorade om laddaren kopplas från huvudnätet eller batteriet.
4.2.1. Laddningsspänning
Inställningen av laddningsspänning för varje laddningssteg ändras beroende på det valda integrerade laddningsläget. Se tabellen nedan:
Obs!
För att säkerställa korrekt laddning, batteriets livslängd och säker drift är det viktigt att du väljer ett laddningsläge som passar batteritypen och batterikapaciteten. Vi hänvisar till batteritillverkarens rekommendationer.
Programmet Smart IP43 Charger innehåller temperaturkompensation, vilket automatiskt optimerar den nominella/konfigurerade laddningsspänningen beroende på omgivningstemperatur (förutom för litiumjonläge eller vid manuell inaktivering). Se avsnittet ”Drift > Temperaturkompensation” för mer information.
4.2.2. Rekonditioneringsläge
Om rekonditioneringssteget är aktiverat kommer det att ingå i laddningscykeln. Använd endast det om det krävs som en korrigering/underhållsåtgärd. Se avsnittet ”Drift > Laddningsalgoritm” för mer information.
När rekonditioneringsläget är aktiverat kommer LED-lampan för RECONDITION (rekonditionering) att lysa och blinka under rekonditioneringssteget.
Rekonditioneringsläget kan aktiveras eller inaktiveras med MODE-knappen på laddaren eller en Bluetooth-aktiverad enhet (som en mobiltelefon eller surfplatta) med appen VictronConnect. Se avsnittet ”Inställningar > Inställning med laddaren” eller ”Inställningar > Inställning med Bluetooth” för mer information.
4.2.3. Lågströmsinställning
Om det är aktiverat begränsas laddningsströmmen till 50 % av den högsta laddningsmärkströmmen (se avsnittet ”Tekniska specifikationer” för mer information).
Lågströmsläget rekommenderas vid laddning av lågkapacitetsbatterier med en högströmsladdare. Laddning med en för hög laddningsström kan orsaka för tidig batteriförsämring och överhettning.
Helst ska den högsta laddningsströmmen för blybaserade batterier inte överstiga ~0,3C (mer än 30 % av batterikapaciteten i Ah) och den högsta laddningsströmmen för LiFEPO4-batterier ska inte överstiga ~0,5C (mer än 50 % av batterikapaciteten i Ah).
När lågströmsläget är aktiverat blinkar LED-lampan för LOW (lågström).
Lågströmsläget kan aktiveras eller inaktiveras med MODE-knappen på laddaren eller en Bluetooth-aktiverad enhet (som en mobiltelefon eller surfplatta) med appen VictronConnect. Se avsnittet ”Inställningar > Inställning med laddaren” eller ”Inställningar > Inställning med Bluetooth” för mer information.
Obs!
Det är även möjligt att ställa in laddningsströmbegränsningen på ett användardefinierat värde mellan den högsta laddningsmärkströmmen och den lägsta laddningsströmbegränsningen (25 % av max) genom att använda en Bluetooth-aktiverad enhet (som en mobiltelefon eller en surfplatta) med appen VictronConnect. Se avsnittet ”Avancerad konfigurering > Avancerade inställningar”.
När laddningsströmbegränsningen är inställd på, eller under 50 % av den högsta laddningsmärkströmmen blinkar LED-lampan för LOW (låg).
4.3. Temperaturkompensation
Programmet av Smart IP43 Charger innehåller temperaturkompensation, som automatiskt optimerar den nominella/konfigurerade laddningsspänningen baserat på omgivningstemperaturen (förutom för litiumjonläge eller vid manuell inaktivering).
Den optimala laddningsspänningen för ett blybatteri varierar omvänt med batteritemperaturen: automatisk temperaturbaserad kompensation av laddningsspänning tar bort behovet av särskilda laddningsspänningsinställningar i varma eller kalla omgivningar.
Under uppstart mäter laddaren den interna temperaturen och använder den som referens för temperaturkompensationen, men den inledande temperaturmätningen är begränsad till 25 °C eftersom det är okänt om laddaren fortfarande är varm från tidigare drift.
Eftersom laddaren genererar viss värme under drift används den interna temperaturmätningen endast dynamiskt om den anses pålitlig: när laddningsströmmen har sjunkit till en låg/obetydlig nivå och tillräckligt lång tid har förflutit för att laddarens temperatur ska ha stabiliserats.
För mer precis temperaturkompensation kan batteriets temperaturdata hämtas från en kompatibel batteriövervakare (såsom en BMV, SmartShunt, Smart Battery Sense eller VE.Bus Smart dongle) via VE.Smart Networking - se avsnittet ”Drift > VE.Smart Networking” för mer information.
Den konfigurerade laddningsspänningen är relaterad till en nominell temperatur på 25 °C och en linjär temperaturkompensation sker mellan gränserna på 6 °C och 50 °C, baserat på den fabriksinställda temperaturkompensationskoefficienten på -16,2 mV/°C för 12 V-laddare (-32,4 mV/°C för 24 V-laddare) eller enligt konfigurering.
Se tabellen nedan för standardtemperatur vs laddningsspänningskurva för 12 V-laddare.
Obs!
Temperaturkompensationskoefficienten specificeras i mV/°C och tillämpas på hela batteriet/batteribanken (inte per battericell).
Om batteritillverkaren specificerar en temperaturkompensationskoefficient per cell måste den multipliceras med det totala antalet celler i serie (det finns vanligen 6 celler i serie i ett blybaserat batteri på 12 V).
4.4. VE.Smart Networking
Programmet Smart IP43 Charger innehåller VE.Smart Networking som möjliggör Bluetooth-anslutning och kommunikation mellan flera Victron-produkter.
Den här kraftfulla funktionen gör det möjligt för laddare att motta korrekt data avseende batterispänning (Volt-sense), laddningsström (Current-sense) och batteritemperatur (Temp-sense) från en kompatibel batteriövervakare (såsom en BMV, SmartShunt, Smart Battery Sense eller VE.Bus Smart dongle) och/eller flera laddare att användas i samklang med synkroniserad laddning för att ytterligare förbättra laddningscykeln.
En enskild kompatibel batteriövervakare (som en BMV, SmartShunt, Smart Battery Sense eller VE.Bus Smart dongle) tillhandahåller spännings-, temperatur- och/eller strömkontrollsdata till alla (en enskild eller flera) laddare inom det vanliga VE.Smart-nätet.
Flera kompatibla laddare i ett vanligt VE.Smart-nät (med eller utan en batteriövervakare) synkroniserar även sin laddningsalgoritm (känd som synkroniserad laddning).
Obs!
Endast en batteriövervakare (BMV, SmartShunt, Smart Battery Sense eller VE.Bus Smart dongle) kan inkluderas i ett VE.Smart Network.
Alla batteriövervakaranslutningar (spänningssensorkablar, temperatursensor och strömshunt) och laddare i ett vanligt VE.Smart-nät måste anslutas till samma batteri/batteribank.
Det högsta antalet tillåtna enheter i ett VE.Smart Network är 10.
Kommunikation via VE.Smart Networking kräver att alla enheter är placerade inom Bluetooth-räckvidd från varandra. System med dålig eller intermittent Bluetooth-signal mellan enheter kommer att uppleva anslutningsproblem. Signalstyrkan mellan enheter kan kontrolleras på VictronConnects VE.Smart Networking-sida.
Flera laddare i ett vanligt VE.Smart Network måste ha samma laddningsinställningar eftersom ”mastern” kan ändras och dynamiskt kan vilken laddare som helst bli ”master”.
Flera laddare i ett vanligt VE.Smart-nät måste inte vara av samma typ eller modell, de måste bara vara VE.Smart Network-kompatibla (detta inkluderar VE.Smart Network-kompatibel Blue Smart-laddare, Smart IP43-laddare och MPPT-solcellsladdare).
Vissa äldre enheter kanske inte är kompatibla med VE.Smart Networking eller har begränsningar. Se tabellen ”Produktkompatibilitet för VE.Smart Networking” i manualen för VE.Smart Networking för bekräftelse.
4.4.1. Spänningssensor
Spänningssensor använder batterispänningsdata som är korrekt uppmätt direkt vid batteriterminalerna (eller väldigt nära) och ger den till laddaren, laddaren använder sedan den här spänningsdatan för att dynamisk öka utgångsspänningen och på ett precist sätt kompensera för spänningsfall över kablarna och anslutningarna mellan laddaren och batteriet.
Detta gör det möjligt för batteriet att laddas med exakt den spänning som har konfigurerats i laddaren, istället för en lägre spänning på grund av spänningsbortfall över kablarna och anslutningarna.
Spänningsfall är proportionerligt med laddningsströmmen och kabel-/anslutningsmotståndet (V=IxR), så spänningsfallet kan variera under laddningscykeln och kan vara ganska betydande vid laddning på högre laddningsström genom kablar och anslutningar med högre motstånd än optimalt. I det här fallet kommer spänningssensorn att vara särskilt förmånlig.
Observera att spänningssensorn inte tillåter användning av otillräckliga kabelkapaciteter eller anslutningar och inte heller kompenserar för alltför högt spänningsfall. För en pålitlig och säker drift ska kablarna och anslutningarna alltid ha rätt kapacitet och storlek för tillämpningen. Se avsnittet ”Installation > Koppling för mer information.
4.4.2. Synkroniserad laddning
Synkroniserad laddning kapacitet som tillåter flera kompatibla laddare att kombineras i ett vanligt VE.Smart network, vilket gör det möjligt för laddarna att fungera tillsammans som om de vore en enda stor laddare.
Laddarna synkroniserar laddningsalgoritmen mellan dem utan behov av ytterligare maskinvara eller fysiska anslutningar och de ändrar laddningsstatus simultant.
Synkroniserad laddning fungerar genom att systematiskt prioritera alla laddare och genom att utse en av dem som ”master”. Den laddaren styr laddningssteget för alla andra laddare eller ”slavar”. Om den initiala ”mastern” kopplas bort från VE.Smart Network-nätet av någon anledning (om den är utom räckhåll för Bluetooth t.ex.) kommer en annan laddare automatiskt att utses till ”master” och tar över kontrollen. Detta kan upphävas om kommunikationen med den initiala ”mastern” (som har högre prioritet) återställs. ”Master”-laddaren kan inte väljas manuellt.
Synkroniserad laddning reglerar eller utjämnar inte strömutgången på flera laddare, varje laddare har fortfarande fullständig kontroll över sin egen strömutgång. Således är det normalt med varierande strömutgång mellan de olika laddarna (främst beroende på kabelmotstånd och laddningsvillkor) och det går inte att ställa in en strömutgångsbegränsning för hela systemet. För system där det är viktigt med en strömutgångsbegränsning för hela systemet bör du överväga att använda en GX-enhet med DVCC (Distribuerad spännings- och strömkontroll) istället.
Synkroniserad laddning kan ställas in med olika modeller av laddare, förutsatt att de är kompatibla med VE.Smart Networking (detta inkluderar Blue Smart IP22-laddare, Smart- IP43-laddare och SmartSolar MPPT-solcellsladdare). Laddning från solcellsladdare ska inte prioriteras över laddare som försörjs av huvudnätet, så i vissa installationer (främst beroende på kabelmotstånd och laddningsvillkor) är det möjligt att solcellsenergi underanvänds.
Synkroniserad laddning kan även användas tillsammans med en batteriövervakare (BMV, SmartShunt, Smart Battery Sense eller VE.Bus Smart dongle) för att tillhandahålla spännings-, temperatur- och strömsensordata till laddarna i ett vanligt VE.Smart Network, se avsnitten ”Drift > VE.Smart Networking > ”Spänning-, temperatur- och strömsensor) för ytterligare information.
Om det inte finns en batteriövervakare som tillhandahåller strömsensordata (kräver en BMV eller SmartShunt), kombineras laddningsströmmen från varje enskild laddar av ”mastern” som referens gentemot svansströminställningen.
4.5. Inledning av en ny laddningscykel
En ny laddningscykel inleds när:
Det konfigurerade ”Re-bulk-villkoret måste vara uppfyllt (vanligen på grund av en stor belastning):
”Re-bulkmetod” inställd på ”Ström” och ”Re-bulkström” är inaktiv (standardkonfiguration): Strömutgången måste vidhållas på högsta möjliga nivå i fyra sekunder.
”Re-bulkmetod” är inställd på ”Ström” och ”Re-bulkström” är konfigurerad med ett användardefinierat värde: Strömutgången måste överstiga den konfigurerade ”Re-bulkströmmen” i fyra sekunder medan laddaren är i float- eller förvaringssteget.
”Re-bulkmetod” är inställd på ”Spänning” och ”Re-bulkspänningsförskjutning” är konfigurerad med ett användardefinierat värde: Batterispänningen måste sjunka under den inställda ”Re-bulkspänningen” i en minut.
MODE-knappen trycks ned eller används för att välja ett nytt laddarläge.
VictronConnect används för att välja ett nytt laddningsläge eller för att ändra funktionen från ”Strömförsörjning” till ”Laddar”-läge.
VictronConnect används för att inaktivera eller återaktivera laddaren (via brytaren i inställningsmenyn).
Fjärrterminalerna används för att inaktivera eller återaktivera laddaren (från en extern brytare eller BMS-signal).
AC-strömförsörjningen har varit frånkopplad och återkopplad.
4.6. Uppskatta laddningstid
Den tid som krävs för att ladda upp ett batteri till 100 % SoC (laddningsstatus) beror på batterikapaciteten, hur djupt urladdat batteriet är, laddningsströmmen och batterityp/kemi, vilka har en betydande påverkan på laddningsegenskaperna.
4.6.1. Blysyrabaserad kemi
Ett blybatteri har vanligtvis en laddningsstatus (SoC) på ca 80 % när bulkladdningssteget har slutförts.
Längden på bulksteget Tbulk kan beräknas som Tbulk = Ah / I, där I är laddningsströmmen (exklusive ev. belastningar) och Ah är den uttömda batterikapaciteten under 80 % SoC.
Längden på absorptionssteget Tabs varierar beroende på hur djupt urladdat batteriet är och upp till 8 timmar kan krävas för att ett djupt urladdat batteri ska nå 100 % SoC.
Exempelvis skulle tiden för att återuppladda ett fullständigt urladdat blysyrebaserat 100 Ah-batteri med en 10 A-laddare vara ungefär:
Bulkstegets längd, Tbulk = 100 Ah x 80 % / 10 A = 8 timmar
Absorptionsstegets längd, Tabs = 8 timmar
Total laddningslängd, Ttotal = Tbulk + Tabs = 8 + 8 = 16 timmar
4.6.2. Litiumjonbaserad kemi
Ett litiumjonbatteri har vanligtvis en laddningsstatus (SoC) på väl över 95 % när bulkladdningssteget har slutförts.
Längden på bulksteget Tbulk kan beräknas som Tbulk = Ah / I, där I är laddningsströmmen (exklusive ev. belastningar) och Ah är den uttömda batterikapaciteten under 95 % SoC.
Den längd på absorptionssteget Tabs som krävs för att uppnå 100 % SoC är vanligtvis mindre än 30 minuter.
Laddningstiden för t.ex. ett helt urladdat 100 Ah-batteri som laddas med en 10 A-laddare till ca 95 % SoC är Tbulk = 100 x 95 % /10 = 9,5 timmar.
Exempelvis skulle tiden för att återuppladda ett fullständigt urladdat litiumjonbaserat 100 Ah-batteri med en 10 A-laddare vara ungefär:
Bulkstegets längd, Tbulk = 100 Ah x 95 % / 10 A = 9,5 timmar
Absorptionsstegets längd, Tabs = 0,5 timmar
Total laddningslängd, Ttotal = Tbulk + Tabs = 9,5 + 0,5 = 10 timmar
4.7. Flera isolerade utgångar
Smart IP43 Charger med 1+1 och 3 utgångar har båda en integrerad FET-batteriisolator och flera isolerade utgångar.
Flera isolerade utgångar gör det möjligt för en enskild laddare att ladda flera individuella batterier som är på olika spännings-/SoC-nivåer utan strömflöde mellan batterierna, och med laddningsströmmen i sig själv fördelad mellan alla batterier beroende på deras spännings-/SoC-nivå och kapacitet.
Med 1+1-laddarmodeller kan huvudutgången leverera den högsta märkströmmen och start/extrautgången är begränsad till högst 4 A. Däremot är den sammanlagda strömmen från alla utgångar begränsad till den fulla märkströmmen.
Laddarmodellerna med 3 utgångar kan leverera full märkström från alla tre utgångar men den kombinerade utgångsströmmen för alla utgångar begränsas till den fulla märkströmmen.
Obs!
Flera isolerade utgångar regleras inte individuellt, en laddningsalgoritm (laddningscykel och laddningsspänning) appliceras på alla utgångar. Således måste alla batterier vara kompatibla med den vanliga laddningsalgoritmen (vanligtvis samma kemityp).