Jak nabíjet dvě baterie současně – mobilní elektrické systémy

Pokud je třeba nabíjet dvě baterie z jednoho generátoru, majitelé často pochybují o tom, jak zajistit, aby byly baterie za chodu motoru zapojeny paralelně a po vypnutí motoru od sebe izolovány.

Úkol zvládne jedno z následujících zařízení: ruční spínač baterie, dálkový spínač, diodový izolátor, nabíjecí relé, zařízení izolátoru baterie

Spínač baterie

Čtyřpolohový přepínač (OFF, 1, BOTH a 2) propojuje baterie během nabíjení paralelně a po dokončení nabíjení izoluje startovací baterii.

Pokud jsou nainstalovány dvě baterie, které jsou připojeny jedna po druhé, připojení je provedeno tak, jak je znázorněno na obrázku.

Na straně baterie jsou přes pojistky nebo jističe s vypínačem připojena pouze zařízení připravená na 24 hodin – stokové čerpadlo, nabíječka, přídavný generátor nebo bezpečnostní zařízení.

Motorgenerátor se připojuje jedním ze dvou způsobů – ze strany zátěže nebo k jedné z baterií. Pokud je generátor připojen na stranu zátěže, lze baterie nabíjet současně nebo nezávisle na sobě. Generátor však bude vyžadovat dodatečnou ochranu, která bude chránit usměrňovací diody, pokud je spínač nastaven do polohy OFF za chodu motoru. Ochrana může být zajištěna přerušením funkce budícího obvodu ve spínači nebo jasným varovným upozorněním: “Nikdy nevypínejte, když motor běží.”

Aby nedošlo k poškození generátoru při spínání při běžícím motoru, spínač nejprve paralelně propojí baterie a poté jednu z nich odpojí (funkce make-before brake). Ale i v tomto případě mohou špinavé nebo zkorodované kontakty na spínači náhodně způsobit selhání generátoru.

Pokud je generátor připojen k druhé baterii, bude se startovací baterie nabíjet pouze současně s přídavnou baterií (poloha přepínače OBA). Ale je nemožné náhodně poškodit generátor.

Přepínač baterií je jednoduchý a ekonomický způsob nabíjení dvou baterií současně. Baterie různých typů se však budou nabíjet nerovnoměrně – jedna bude přebitá, zatímco druhá podbitá. Také pokud nejsou baterie zapojeny paralelně, jedna z nich se nenabíjí a pokud je vypnutý motor a přepínač je ponechán v poloze OBĚ, vybijí se obě baterie.

Přepínač přenosu baterií je často instalován na dostupném místě mimo baterie a generátor. V systému s výkonným generátorem a baterií to vyžaduje tahání drahých kabelů s velkým průřezem, a aby se tomu zabránilo, je lepší použít jiné způsoby nabíjení dvou baterií.

Dálkový spínač

Vzdálený spínač baterie je výkonové relé, které je instalováno v blízkosti baterie a jeho spínač je umístěn na místě vhodném pro uživatele. Toto uspořádání snižuje délku kabelu, náklady, hmotnost a pokles napětí a je často nákladově efektivnější než mechanický bateriový spínač.

Kritéria pro výběr dálkového spínače:

• Krátkodobá a trvalá zátěž musí odpovídat výkonu zdroje proudu
• Stavové indikátory na těle a na tlačítku zapnutí/vypnutí
• Jako akční člen je použito bistabilní relé, které spotřebovává proud pouze v okamžiku sepnutí, nikoli však v sepnutém stavu.
• Požárně bezpečné provedení pro instalaci do prostoru benzínového motoru
• Třída ochrany IP66-IP68

Diodový izolátor

Diodový izolátor je běžnou metodou pro nabíjení dvou nebo více baterií současně. Výstupní proud generátoru je přiváděn do diod, které mu umožňují proudit pouze jedním směrem a blokují jeho průtok mezi bateriemi.

Každé baterii je přiřazena vlastní dioda, pomocí které lze nabíjet libovolný počet baterií současně. Během provozu jsou baterie od sebe izolovány a palubní zařízení nemůže náhodně vybít startovací baterii.

Přestože se diodové izolátory jeví jako ideální zařízení pro nabíjení dvou baterií, mají významnou nevýhodu, která je často přehlížena.

Diodu lze přirovnat k ventilu, který je instalován ve vodovodním potrubí. Pokud je ventil držen zavřený pružinou, pak aby se otevřel, musí tlak vody překonat sílu pružiny. Pro otevření diody je také nutné provést další práci, která vede k poklesu napětí mezi jejím vstupem a výstupem.

V závislosti na typu diody a poměru jejího jmenovitého výkonu k proudu tekoucího v nabíjecím obvodu je úbytek napětí na diodě 0,6-1,0 voltů. Protože rozdíl v desetinách voltu má významný vliv na rychlost a kvalitu nabíjení baterie, pokles napětí na diodách způsobí nefunkčnost nabíjecího systému.

Standardní regulátor napětí, umístěný uvnitř alternátoru, měří napětí baterie na výstupní svorce alternátoru, nikoli na baterii samotné. Pokud se v nabíjecím obvodu objeví dioda, regulátor si „myslí“, že napětí baterie je 14,2 voltů, i když ve skutečnosti je to 13,6 voltů.

Pokud tento pokles napětí není kompenzován, regulátor vypne generátor dlouho před úplným nabitím baterií. Doba nabíjení se několikanásobně prodlouží, baterie budou chronicky nedobité a trpí sulfatací.

Téměř vždy nejlepším řešením pro stávající diodové izolátory je vyhodit je a nahradit je nabíjecím relé. Pokud to nechcete dělat, můžete nainstalovat vzdálený regulátor napětí nebo alternátor k nabíječce baterií od společnosti Sterling Power.

Tato zařízení přebírají řízení generátoru z vestavěného regulátoru napětí, sledují napětí na bateriích a zvyšují ho s přihlédnutím k poklesu na diodách. Navíc nabíjejí baterie pomocí čtyřstupňového algoritmu, který je mnohem efektivnější než nabíjení přímo z generátoru.

Nabíjecí relé

Izolační relé baterie eliminuje zásah uživatele a pokles napětí v nabíjecím obvodu. U některých modelů je řídicí obvod relé připojen ke klíčku zapalování a relé připojuje baterie paralelně po nastartování motoru. Jakmile ovládací napětí zmizí, relé se rozepne a izoluje baterie. Pokročilejší modely automaticky detekují napětí na jednom konci připojeného obvodu a spustí se, když dosáhne přednastavené hodnoty (obvykle 13,3 voltu).

Pokud jsou kabely propojující baterie a relé správně vybrány, nedojde v nich k žádnému poklesu napětí a protože jsou kabely krátké, nabíjecí relé nebude stát více než diodový izolátor.

Některá relé odebírají proud při sepnutí, jiná pouze při sepnutí. Pokud se relé používá s nabíjecími zdroji s nízkým výkonem, jako jsou solární panely, je lepší použít bistabilní relé a eliminovat parazitní ztráty.

Relé nejsou vhodná pro nabíjení přídavné baterie u vozidel splňujících normy EURO 5/EURO 6.

Inteligentní spojovací zařízení

Nabíjecí relé se neustále zdokonalují. Jeden z nejnovějších modelů, Sterling Power Pro Split R, má úbytek napětí 0,01 voltu a má následující vlastnosti:

• Nejprve nabíjí startovací baterii, dokud její napětí nedosáhne přednastavené hodnoty
• Když je startovací baterie nabitá, izoluje ji a přivede napětí na další baterii na stejnou hodnotu. Vrátí se k nabíjení startovací baterie, pokud zjistí, že její napětí kleslo.
• Tento proces se opakuje pro všechny připojené baterie.
• Poté, co jsou všechny baterie nabity na stejné napětí, připojte je všechny paralelně.
• Pokud napětí na kterékoli baterii poklesne, například kvůli připojené velké zátěži, Pro Split R izoluje všechny baterie a nabíjí pouze tu, jejíž napětí kleslo.
• Pro přesné určení spínacího momentu monitoruje rychlost změny napětí, spíše než aby se jednoduše spustil při dosažení určité prahové hodnoty.
• Model 180A umožňuje nadproud až 2000A

Nabíječky

Společnou nevýhodou popsaných zařízení je, že nabíjejí paralelně zapojené baterie pomocí stejného algoritmu. Ale protože startovací a trakční baterie akceptují nabíjení odlišně, jedna z nich bude pravidelně přebíjena, zatímco druhá podbitá. Rozdíl se zvětší, pokud je trakční baterie s velkou kapacitou připojena k relativně malé startovací baterii. Jediný způsob, jak tento problém vyřešit, je nainstalovat pro každou baterii samostatný regulátor napětí a nastavit jej podle typu použité baterie. To je snadné, pokud jsou nainstalovány dva generátory.

V elektrických systémech s jedním generátorem je potřeba speciální nabíjecí zařízení, které se zapojuje mezi startovací a trakční akumulátor. Zařízení se zapne a nabije druhou baterii pomocí čtyřstupňového algoritmu, jakmile generátor začne pracovat. To umožňuje současné použití různých typů baterií. Některé modely umožňují pracovat se dvěma různými napětími – na vstupu přijímat 12 voltů a na výstupu dávat 24 nebo 36 voltů.

Na rozdíl od externích DC-DC regulátorů, nabíječky nezvyšují napětí na generátoru a lze je použít na motorech s ECU a na vozech s generátory střídavého napětí, které splňují normy EURO5 / EURO6.

Položit otázku,

a nechte si poradit ohledně elektrického vybavení pro loď, jachtu, obytný vůz nebo karavan