Стр.: 2
Надо войти или зарегистрироваться
  Сообщений: 28
22 декабря 2015 г.
srsolnechnye, мои извинения, сумбурно написал и в общем не к месту.
Общий смысл в том, что зарядный контроллер в ИБП пытается регулировать напряжение при зарядке АКБ. По тому же самому ШИМ принципу, что и в солнечном зарядном контроллере. Про протекающий ток в своих цепях он ничего не знает и ему знать не положено, так проще и дешевле конструкция. Своим пассажем про экспоненту пытался подчеркнуть, что если мы ставим АКБ в два раза бОльший взамен штатного, то ток растет в два раза, но с течением времени он падает медленнее, чем при штатном АКБ, т.е. грубо говоря, если мы поставили в два раза бОльший АКБ, то за час зарядки из скажем состояния в 30% протечет заряд не просто в два раза бОльший, а поболее ... В результате чего зарядник испытает тепловой шок не просто в два раза более штатного как минимум.
Ну и второй фактор -- при штатном АКБ зарядник рассчитан на ток 0,3-0,4С, положим условно что в абсолютных величинах это не более 3А, и соответственно ключи рассчитаны именно на 3А с мощностью рассеивания 45Вт (с небольшим запасом). Эти самые 3А никак не отслеживаются устройством и никак не ограничивается, а просто тупо выдерживается 14,4В на клеммах АКБ. Теперь предположим, что воткнули туда не 7а/ч АКБ, а 20а/ч. Не знаю, сколько захочет АКБ тока, но вполне возможно, что ШИМка не сможет работать в режиме и просто полностью откроет ключи. Тогда через ключи потечет столько тока, сколько захочет АКБ, никак не ограниченные контроллером. И если в случае с солнечным контроллером у Вас есть ориентир, что ко входу можно подключать СП не более стольки-то Ватт, то ИБП фактически не будет ограничивать ток закачки (не предусмотрено в нем такой функции) и легко выйдет за пределы допустимых (расчетных) 45Вт для силовых ключей. Единственнм ограничением по току будет как Вы говорите внутреннее сопротивление АКБ (а оно мало!) и собственное сопротивление ключей (тоже не особо велико ибо все силовые ключи стараются делать с минимальным сопротивлением в открытом состоянии).

В общем, опять получилось сумбурно ... Эпистолярный жанр не самая сильная моя сторона! :)
Резюмирую два постулата:
1) Если поставить в два раза бОльший АКБ при заряде методом напряжения, начальный ток заряда увеличится в два раза, но падать он будет не так интенсивно, а время полного заряда составит не в два раза больше, а менее чем в два раза -- как следствие закачиваемая через контроллер заряда ИБП мощность увеличится более чем в два раза;
2) Контроллер ИБП рассчитан на определенную токовую и тепловую мощность зарядки и увеличение тока заряда (при установке бОльшего АКБ) тупо приведет к его электрическому и тепловому пробою, плюс риски работы за пределами штатных режимов -- не известно как он отработает при формальной возможности выхода в штатный режим. Замечу еще раз, что контроллер ИБП не знает ничего про зарядный ток, не умеет его ограничивать и совсем ничего не знает про свое тепловое состояние.

Ну и проверено практикой -- зарядники ИБП горят! ;)
Активный
Регистрация: 15.02.14 Сообщения: 164
22 декабря 2015 г.
srsolnechnye
на силу тока может влиять внутреннее сопротивление АКБ, для АКБ большей емкости внутреннее сопротивление будет меньше (для однотипных АКБ)

 
Напомню, что внутреннее сопротивление любого источника питания является некоторой абстракцией и никак не является постоянной величиной. Это самое внутреннее сопротивление зависит от множества факторов, основные из них это сторонние силы (в АКБ это химические) и параметров присоединенной цепи. Грубо говоря -- внутреннее сопротивление это некоторая труднопрогнозируемая величина, притянутая за уши к закону Ома, которая позволяет понимать граничные состояния системы в целом.
Активный
Регистрация: 15.02.14 Сообщения: 164
22 декабря 2015 г.
Wizman
Ну и проверено практикой -- зарядники ИБП горят! ;)
Верю, спасибо.

Честно говоря, удивлен, что зарядник ИБП вообще никак не ограничивает ток. Даже если это так, то не уверен, что при заряде АКБ вдвое большей емкости начальный ток будет вдвое больше. Соглашусь, что может быть больше, но думаю, что не вдвое, а меньше. С чем точно соглашусь - что высокий ток будет держаться дольше по времени и это может привести к перегреву.

Про остальное, включая полное внутренне сопротивление АКБ, надо подробно и придется вспоминать электрохимию, а лень..., да и за границам форума.

Насчет того что внутренее сопротивление - абстракция: для свинцово-кислотных АКБ в диапазоне от 10 до 200 А*ч приводятся вполне конкретные значения внутреннего сопротивления: в диапазоне примерно от 20 мОм до 2 мОм. Какой-то смысл эти величины должны иметь...

А у "хороших" зарядников, для которых часто указывают значительный диапазон емкостей АКБ, принципиально другая схема реализована? Они-то ток ограничивают? Если их подключать к значительно большим по емкости АКБ?
 
Модератор
Регистрация: 12.01.13 Сообщения: 865
24 декабря 2015 г.
srsolnechnye, еще раз хочу обратить внимание на разные методики заряда АКБ.
Заряд напряжением -- когда на АКБ задается напряжение и ток никак не контроллируется и определяется остаточной ЭДС на АКБ (глубиной разряда) и напряжением, которое удерживает зарядник; и заряд током -- когда наоборот, контроллируется закачиваемый ток и удерживается в нужном жиапазоне, а степень заряженности контроллируется ростом напряжения на клеммах АКБ. Первый вариант гораздо проще и дешевле в реализации. Т.к. ИБП является аварийным источником питания, а зарядная часть вообще несет исключительно вспомогательную нагрузку, то соответственно она сверх простейшая технически. К слову, солнечные контроллеры фактически тоже заряжают напряжением, но в условиях ограниченной и нерегулярной мощности источника имеют некоторое усложнение -- вынужденно контроллируют напряжение на клеммах АКБ, заодно вследствие этого навешивают доп.полезные функции на этот самый контроль напряжения. Так же кроме всего прочего, схемотехнически ток контролируется, и даже можно его ограничивать, но видимо все же реализация контроллеров такова, что ограничения носят "законодателньый" характер -- в тех.характеристиках ограничивается подключаемая мощность СП.

srsolnechnye
приводятся вполне конкретные значения внутреннего сопротивления: в диапазоне примерно от 20 мОм до 2 мОм.

 
Вот стесняюсь спросить -- по какой методике измерений приводятся эти значения?
Пойдем от обратного ... К примеру емкость АКБ сильно зависит от разрядного тока. Если один и тот же АКБ в одинаковых условиях разряжать маленьким током, большим током и средним током, то во всех случаях повторюсь один и тот же АКБ покажет разные значения емкости. Если привязаться к закону Ома, то во всех трех случаях у одного и того же АКБ будет разное внутреннее сопротивление. :)
Еще один умозрительный эксперимент. Возьмем хим.характеристики АКБ -- подвижность носителей заряда, концентрацию и т.п. и вычислим мгновенное предельное значение отдаваемой энергии. Приложим к этому АКБ электрическую нагрузку чуток ниже этого самого "предела мощности" и будем наблюдать происходящее с течением времени. Заметим, что первое время ток через нагрузку будет постоянным, а через некоторое время начнет снижаться. С чем это связано? С тем, что хим. реакции в АКБ достигли некоторого насыщения и грубо говоря начали "выдыхаться". Применим к этой ситуевине закон Ома (внешняя эл.нагрузка у нас никак не менялась) и приходим к выводу, что внутреннее сопротивление АКБ здесь и сейчас растет! :)
Еще более интересный эксперимент -- сильно разряженный АКБ периодически разряжать импульсами тока и смотреть что происходит с напряжением-током. А еще можно этот эксперимент усложнить -- периодически не только импульсами разряжать АКБ, но и заряжать импульсами; поиграться длительностью, периодичностью импульсов не только в абсолютном выражении, но и относительно друг друга!

srsolnechnye
А у "хороших" зарядников, для которых часто указывают значительный диапазон емкостей АКБ, принципиально другая схема реализована? Они-то ток ограничивают? Если их подключать к значительно большим по емкости АКБ?

 
Если честно, не знаю. "Хорошие" зарядники умеют определять емкость и степень разряженности подключенной АКБ по характеристикам импульсной зарядки и разрядки и заряжать именно током. Основной вопрос к таким зарядникам -- умеют ли они грамотно выходить из предельного режима (в случае подключения АКБ заведомо бОльшей емкости) и контроллируют ли они свои выходные цепи на перегрев. У меня есть зарядник для автомобильной АКБ. Там диапазон входных емкостей от 7а/ч до 120а/ч типа заряжает глубоко посаженные спец.режимом, основной заряд, выравнивание заряда и поддержание; для емкостей выше 120 а/ч сказано, что умеет их выводить из состояния глубокого разряда и поддерживать (про выравнивание и основной заряд ничего не сказано) -- верхний предел подключаемых АКБ не указан; есть отдельно два режима "профилактики" для АКБ любой емкости -- когда зарядник доводит АКБ до легкого кипения (естественно только для жикокислотных АКБ) и режим заряд/разряд ассиметричными импульсами тока.
Активный
Регистрация: 15.02.14 Сообщения: 164
25 декабря 2015 г.
Wizman
srsolnechnye, еще раз хочу обратить внимание на разные методики заряда АКБ.
Добрый вечер, Wizman!
Если честно, я в курсе. Просто, насколько я понимаю, большинство современных зарядных устройств не используют ни тот ни другой метод в "чистом" виде.
 
Wizman
К слову, солнечные контроллеры фактически тоже заряжают напряжением, но в условиях ограниченной и нерегулярной мощности источника имеют некоторое усложнение -- вынужденно контроллируют напряжение на клеммах АКБ, заодно вследствие этого навешивают доп.полезные функции на этот самый контроль напряжения.
Вот тут мог бы немного поспорить, причем из личного опыта. Не знаю в чем "вынужденность", но для разряженной АКБ мой Tracer-2210RN поддерживает напряжение соответствующее напряжению АКБ, стараясь выдать максимально возможный ток, и повышает напряжение по мере заряда. Можно даже посмотреть:  https://forum.solnechnye.ru/viewpost/332/#comment3401 
 
Wizman
Вот стесняюсь спросить -- по какой методике измерений приводятся эти значения?
Самому интересно, потому и спросил )
 
Wizman
Пойдем от обратного ... К примеру емкость АКБ сильно зависит от разрядного тока. Если один и тот же АКБ в одинаковых условиях разряжать маленьким током, большим током и средним током, то во всех случаях повторюсь один и тот же АКБ покажет разные значения емкости.
Обидно...))) Подозреваю, не читали Вы мою переписку с DmmDmm, рекомендую избранное:  https://forum.solnechnye.ru/viewpost/353/~2/#comment3265
Согласен, что закон Ома не применим "в лоб" к описанию характеристик АКБ, там непростая электрохимия.
 
Wizman
Заметим, что первое время ток через нагрузку будет постоянным, а через некоторое время начнет снижаться. С чем это связано? С тем, что хим. реакции в АКБ достигли некоторого насыщения и грубо говоря начали "выдыхаться". Применим к этой ситуевине закон Ома (внешняя эл.нагрузка у нас никак не менялась) и приходим к выводу, что внутреннее сопротивление АКБ здесь и сейчас растет! :)
Вот тут, из чистого желания поддержать дискуссию, мог бы возразить, что сила тока снижается в связи с уменьшением напряжения, что никак не противоречит закону Ома. Хотя, конечно же известно, что внутреннее сопротивление величина не постоянная и меняется по мере заряда / разряда.

А, вообще, как всегда, спасибо за содержательное и интересное сообщение; и читать интересно и подумать можно...
 
Модератор
Регистрация: 12.01.13 Сообщения: 865
25 декабря 2015 г.
srsolnechnye
для свинцово-кислотных АКБ в диапазоне от 10 до 200 А*ч приводятся вполне конкретные значения внутреннего сопротивления: в диапазоне примерно от 20 мОм до 2 мОм

Ну раз всем интересен этот вопрос, выскажу свою точку зрения.

Данные значения приводятся для полностью заряженной АКБ и имеют следующий физический смысл:
если внутреннее сопротивление АКБ равно, например, 5 мОм (0,005 Ом), то при токе разряда 100 Ампер на внутреннем сопротивлении АКБ упадет 0,005*100=0,5 Вольта, что приведет к снижению напряжения на клеммах АКБ на 0,5 Вольта. При отключении нагрузки, т.е. при токе разряда 0 Ампер, напряжение обратно повысится на 0,5 Вольта.
Админ
Регистрация: 29.07.11 Сообщения: 808
25 декабря 2015 г.
srsolnechnye
мой Tracer-2210RN поддерживает напряжение соответствующее напряжению АКБ, стараясь выдать максимально возможный ток, и повышает напряжение по мере заряда.

 
Хе хе хе ... Вы тут немножео ошибаетесь. Возможно в данном случае, у вашего контроллера недостаточно входной мощности от СП, чтобы выставить напряжение 14,4В на АКБ.
То есть, при напряжении 14,4В в данной степени разряженности АКБ захочет иметь тока 150А, а СП генерит только 100А. Тогда выходной ключ в контроллере будет просто полностью открыт, фактически замыкая СП на АКБ. Уровень напряжения на клеммах выставится в соответствии с ВАХ СП при данном токе. Аппетит АКБ по мере роста степени заряженности будет падать и в какой-то момент потребности пересекутся с возможностями -- вот тогда на клеммах АКБ напряжение пойдет в рост. Это все без учета режима МРРТ, с режимом МРРТ будет незначительная поправочка по режиму работы СП и выходному току заряда.

srsolnechnye
Подозреваю, не читали Вы мою переписку с DmmDmm

 
Перечитывал по диагонали, т.к. в этой дискуссии все слишком запутанно было. :)
В целом форум не отслеживаю и читаю набегами.

srsolnechnye
Обидно...)))

 
Очень извиняюсь! :)
Активный
Регистрация: 15.02.14 Сообщения: 164
26 декабря 2015 г.
Wizman
Хе хе хе ... Вы тут немножео ошибаетесь. Возможно в данном случае, у вашего контроллера недостаточно входной мощности от СП, чтобы выставить напряжение 14,4В на АКБ.
То есть, при напряжении 14,4В в данной степени разряженности АКБ захочет иметь тока 150А, а СП генерит только 100А. Тогда выходной ключ в контроллере будет просто полностью открыт, фактически замыкая СП на АКБ. Уровень напряжения на клеммах выставится в соответствии с ВАХ СП при данном токе.
Согласен, похоже.
Что касается MPPT режима, то по некоторым моим наблюдениям, контроллер пытается выдать именно максимальный ток, снижая и напряжение заряда и напряжение на панелях, которое уходит ниже паспортного значения Vmp.
 
Модератор
Регистрация: 12.01.13 Сообщения: 865
27 декабря 2015 г.
vsv
если внутреннее сопротивление АКБ равно, например, 5 мОм (0,005 Ом), то при токе разряда 100 Ампер на внутреннем сопротивлении АКБ упадет 0,005*100=0,5 Вольта, что приведет к снижению напряжения на клеммах АКБ на 0,5 Вольта. При отключении нагрузки, т.е. при токе разряда 0 Ампер, напряжение обратно повысится на 0,5 Вольта.
Спасибо, и от меня и от Георга Ома.
Более сложный вопрос, как это работает в другую сторону, при заряде. Например, создаст ли превышение зарядного напряжения над напряжением АКБ в 0.5 В ток в 100 А, при внутреннем сопротивлении 5 мОм? Есть еще такое понятие - сопротивление (напряжение) поляризации. Насколько я понимаю, эта величина увеличивает дельту напряжений и при разряде и при заряде, но в значении внутреннего сопротивления (омического) не учитывается. 
 
Модератор
Регистрация: 12.01.13 Сообщения: 865
27 декабря 2015 г.
srsolnechnye
Более сложный вопрос, как это работает в другую сторону, при заряде.

Также, как и при разряде, но наоборот. С увеличением тока заряда растет падение напряжения на внутреннем сопротивлении и соответственно растет напряжение на клеммах АКБ.
В частности, по этой причине и придуман "режим поддержания" в зарядных устройствах и контроллерах (чтобы в действительности довести напряжение на АКБ до конечного напряжения заряда, а не растерять часть напряжения на внутреннем сопротивлении АКБ).

srsolnechnye
Например, создаст ли превышение зарядного напряжения над напряжением АКБ в 0.5 В ток в 100 А, при внутреннем сопротивлении 5 мОм?

Если АКБ почти заряжена и источник напряжения способен выдать ток в 100 Ампер, то будет ток 100 Ампер. Но здесь нужно учитывать, что внутреннее сопротивление разряженной АКБ может быть значительно выше, чем у заряженной. В таком случае, превышение в 0,5 Вольта конечно не даст тока в 100 Ампер.
Админ
Регистрация: 29.07.11 Сообщения: 808
Отредактировано 6 января 2016 г. DmmDmm
Интересная дискуссия, но я почему-то думал, что зарядные устройства зависят от АКБ, а их функции отличаются только предельным напряжением отключения. Старые зарядники имеют более высокое предельное напряжение отключение (как в контроллерах 16 В), новые по разному 14,7 или 14.2В. Чем больше сила тока, которую может выдать зарядник, тем выше его цена. 10 ампер стоит 3. т.р 20 ампер -6 т.р. 50 ампер 80 т.р. (как то так).
Разряженный АКБ начинает заряжаться максимальным током, который может выдать зарядник. По мере заряда АКБ напряжение растет и как только достигает порога отключения падает до буферного режима и в таком состоянии остается, при этом сила тока не превышает 1 ампера.
На какую емкость рассчитан зарядник, по моему, величина довольно условная. Например, написано от 7 до 160 Ач. Понятно, что 7 Ач зарядятся быстрее чем 160 Ач. При этом и 400 Ач этот зарядник зарядит, просто медленнее, чем 160 Ач.
Я подключал два разных зарядника на блок 400 Ач, заряжаются почти в два раза быстрее.
Читал, что зарядники бывают трех видов. Заряд постоянным напряжением, заряд постоянным током и заряд импульсами, но на практике ничего подобного не встречал.
Контроллеры заряда имеют функцию насыщения, совершенно непонятно, зачем нужна эта функция в том плане, что одна длится 2 часа. может я ошибаюсь, но для АКБ лучше эту функцию вообще не ограничивать.
Активный
Регистрация: 12.10.15 Сообщения: 179
Отредактировано 6 января 2016 г. srsolnechnye
DmmDmm
Старые зарядники имеют более высокое предельное напряжение отключение (как в контроллерах 16 В), новые по разному 14,7 или 14.2В.
Дело не в "новых" или "старых", а для каких АКБ зарядное устройство. "Старые" расчитаны на обычные жидкостные АКБ. Устройства с предельным напряжениями в пределах 14.2 - 14.7 В для герметичных гелевых или AGM. Современные универсальные ЗУ либо имеют возможность регулировки напряжения и тока, либо, если автоматические, выбор типа АКБ - так же как и контроллеры.
 
DmmDmm
Контроллеры заряда имеют функцию насыщения, совершенно непонятно, зачем нужна эта функция в том плане, что одна длится 2 часа. может я ошибаюсь, но для АКБ лучше эту функцию вообще не ограничивать.
Ошибаетесь. При заряде свинцово-кислотного аккумулятора, кроме основных химических реакций, таких как преобразование сульфата свинца в диоксид свинца, свинец и серную кислоту, происходит электролиз воды - разложение воды на водород и кислород. Это как раз тот процесс, который вульгарно называют "кипение". Если продолжать поддерживать предельное напряжение после того как весь сульфат свинца прореагировал и аккумулятор полностью зарядился, то весь подводимый ток пойдет на электролиз воды.
 
Модератор
Регистрация: 12.01.13 Сообщения: 865
11 января 2016 г.
DmmDmm
Контроллеры заряда имеют функцию насыщения, совершенно непонятно, зачем нужна эта функция в том плане, что одна длится 2 часа.

 
Наверняка в данном контексте имеется ввиду стадия "выравнивания заряда" (или как она точно называется ...), которая идет сразу за ускоренным зарядом. Смысл ее в том, что при ускоренном (объемном, основном и т.п.) заряде последовательные банки АКБ заряжаются неодинаково (неравномерно). В этом режиме поддерживается макимальное напряжение, как правильно замечено, примерно 2 часа. За это время заряд перераспределяется между банками и все банки становятся равномерно (одинаково) заряженными. Причем это безотносительно типа АКБ -- гелевые, со стекломатами или с жидким электролитом. Именно для жидкокислотных АКБ есть отдельный режим заряда, когда АКБ держится под завышенным напряжением и как раз электролит доводится до легкого "кипения". Цель этого "кипения" -- сбить плотные образования сульфата свинца с активной поверхности пластин. Этот режим применяется для "подержанных" жидкоксилотных АКБ и частота его применения -- очень редко, если применять часто, то надо контроллировать уровень электролита, как правильно замечено, да и сам процесс отслаивает не только сульфаты с пластин, но и разрушает сами пластины. Для гелевых и АГМ (любых герметичных) аккумуляторов этот метод применять нельзя, т.к. разрушает пластины, стекломаты и образующиеся пузыри внутри геля никак не "схлопываются" обратно и не выходят на поверхность.

Где-то только что читал про клапана в герметичной АКБ ... Эти самые клапана скорее всего технологические -- служат для того, чтобы собрать АКБ и залить ее электролитом, функция сброса внутреннего давления ( к примеру при перегреве или при перезаряде) скорее побочная, аварийная, чем штатная. Эта побочная функция служит больше для безопасности -- раз уж пришлось сделать технологический канал, то крышка в нем пускай будет с запрограммированной "зоной ломки" в случае чего, сломается в этом месте, а не треснет по корпусу и т.п. И крышки эти все одноразовые, даже на жидкокислотных автомобильных и даже гелевых автомобильных АКБ.

DmmDmm
Читал, что зарядники бывают трех видов. Заряд постоянным напряжением, заряд постоянным током и заряд импульсами

 
Это вы сейчас описали разные методы заряда АКБ. Самый "правильный" метод -- заряд током. Номинал этого тока выбирается из соображений емкости для разных типов АКБ и требований по разному. Как он выбирается опять же есть разные методики. В чистом виде каждый из методов конечно же не реализуется, т.к. все они имеют свои режимы применения и ограничения. В частности
DmmDmm
Разряженный АКБ начинает заряжаться максимальным током, который может выдать зарядник.

 
Это нехорошо. В таком режиме при сильно разряженом АКБ электрохимические процессы идут очень интенсивно и приводят к физическим разрушениям активной массы на пластинах. Этот пример как раз демонстрирует метод заряда напряжением. При неглубоком разряде разницы между зардкой током и зарядкой напряжением практически нет, но зардку напряжением чисто схемотехнически контроллировать и регулировать гораздо легче. Для глубоко посаженных АКБ лучше всего подходит как раз метод
DmmDmm
заряд импульсами

 
Но заряжать полностью этим методом -- можно поседеть раньше!

DmmDmm
На какую емкость рассчитан зарядник, по моему, величина довольно условная. Например, написано от 7 до 160 Ач.

 
С этим тоже можно поспорить. К примеру зарядник выдает ровно 10А тока, а для АКБ есть некоторая "вилка" нормальности зарядного тока, к примеру для жидкокислотных АКБ это 0,1-0,2 от номинальной емкости. Таким образом наш конкретный зарядник может безопасно для АКБ в штатных режимах заряжать АКБ в диапазоне 50...100а/ч.
Активный
Регистрация: 15.02.14 Сообщения: 164