Большой тест ЗУ для автомобильных АКБ Victron Energy Blue Smart 12/15 с влагозащитой IP65. Часть 1: первое знакомство
Привет, Хабр! Сегодня пользователям свинцово-кислотных аккумуляторных батарей (АКБ) доступен широчайший ассортимент зарядных устройств (ЗУ).
Есть и классические CC/CV со стабилизацией тока и напряжения, в том числе, с возможностью запрограммировать профиль из нескольких этапов, мониторить процесс и записывать лог, управлять удалённо по Bluetooth и WiFi, и автоматы разной степени адаптивности — автоподстройки под текущие параметры данной АКБ. Есть ЗУ с разными восстановительными режимами.
А приборов, которые можно оставить работать в сыром гараже или на открытом воздухе, не так много. Сегодня испытаем один из них, а в конце статьи можно посмотреть, как он плавает в воде и при этом работает :)
ЗУ упаковано в картонную коробку. Инструкция, к сожалению, не на русском языке.
Сетевая вилка «пузатая», но без заземляющего контакта, сделана такой, чтобы входить в герметичную влагозащищённую розетку. Выполнено грамотно и с технической, и с психологической точки зрения. Прибор воспринимается как «профессиональный» и защищённый.
Согласно нормативным документам, действующим на территории Российской Федерации, электроприборам с двойной электрической изоляцией защитное заземление не требуется. Тогда как устройствам в металлическом корпусе — требуется. Чтобы в случае пробоя изоляции ток с фазы потёк в землю не через Вас и Ваших близких, а через специально обученный третий провод, который при трудоустройстве подписывал своё согласие на такой поворот событий, с полным пониманием последствий.Многочисленные ЗУ в стальном корпусе с популярной торговой площадки Алиэкспресс этому требованию не отвечают, но для спокойствия совести и правоты перед законом и здравым смыслом, сетевой шнур в таких покупках можно просто заменить, подключив третий заземляющий провод на корпус. При этом категорически рекомендуем прозвонить шнур мультиметром, чтобы убедиться, что его производители не напутали с цветовым кодом. (Защитная земля — обычно жёлто-зелёный).
Сейчас в наших руках изделие фирменное, брендовое, в кустарных доработках не нуждающееся и готовое из коробки превозмогать неблагоприятные условия окружающей среды, не ставя её обитателей под угрозу.
Крокодилы с изолированными пластиковыми ручками. Сетевой и выходной шнуры неотъёмные, длиной по 180 см, но провода с крокодилами на герметичном разъёме, и вместо них можно подключить прилагаемый в комплекте шнур с кольцевыми клеммами для встраивания в бортовую сеть Вашего снегоболотохода, гидроцикла или просто автомобиля, а может быть, систему бесперебойного освещения дачного домика или гаража. Применений может быть много.
Бескислотный солидол, технический вазелин или силиконовая смазка, в аэрозольном баллончике или без такового (не путать с WD-40 и «жидкими ключами», отвердевающими герметиками и санитарно-гигиеническими средствами для кожи и слизистых оболочек), — прекрасные гидрофобные (водоотталкивающие) средства защиты проводов и разъёмных электрических контактов от основы жизни — воды, любящей диссоциировать вещества на ионы, проводить электрический ток и вызывать коррозию металла, например.
Разъём снабжён крышечкой, чтобы при отключённом ЗУ в него не попали влага и грязь. Крышечка крепится на гибком поводке, и не потеряется в условиях снежного бурана или комариного болота. Репелленты для отталкивания москитов или крем против обморожения не забудьте в экспедицию тоже!
Механическая защита в виде формы корпуса разъёма воспрепятствует подключению в неверной полярности, а эргономичные противоскользящие элементы из пластиката помогут удерживать его половинки при соединении и разъединении. Всё продумано и реализовано по уму. Из таких мелочей складывается впечатление о продукте. Посмотрим, настолько ли хорошо в работе само ЗУ, как его выходной разъём и немаленькая цена.
На верхней панели ЗУ всего одна герметичная мембранная кнопка и целых девять светодиодов, объединённых в две группы.
Верхняя группа из 4 индикаторов отображает выбранный пользователем при помощи кнопки режим работы:
- Li-ion — заряд 12-вольтовых литий-ионных аккумуляторных батарей. Параметры профиля: основной заряд и поглощение до 14.2 В, буферное напряжение 13.5 В.
- Recondition — активация «секретного» этапа восстановительного дозаряда малым током (8% номинального для ЗУ, то есть 1.2 А для рассматриваемого 15-амперного), при повышенном напряжении (16.2 В в режиме Normal, 16.5 в High, не более 1 часа).
- High [14.7 V] — заряд до «высокого» напряжения.
- Normal [14.4 V] — заряд до «нормального» напряжения.
ЗУ не имеет автоматического определения зарядного тока. Его можно установить либо максимальный, либо пониженный. Для рассматриваемой модели это соответственно 15 и 4 ампера. Если установлен пониженный ток, индикатор выбранного режима работы будет не светить непрерывно, а мигать.
Нижняя группа из 5 индикаторов отображает этапы процесса заряда, и для наглядности снабжена пиктограммами. При подключении АКБ в неверной полярности, коротком замыкании или 24-вольтовой АКБ к 12-вольтовому ЗУ, все светодиоды будут мигать:
- Storage — хранение под буферным напряжением 13.2 В. Каждую неделю автоматически включается на короткое время режим поглощения для предотвращения саморазряда. ЗУ перейдёт из хранения в заряд, если ток увеличится до максимального более чем на 4 секунды, или было отключение от электросети. Таким образом, ЗУ может работать в системе бесперебойного питания.
- Float — плавающий подзаряд под буферным напряжением 13.8 В, часто называется струйным, trickle, что вызывает путаницу с капельным подзарядом пульсирующим (прерывистым) током, обозначаемым тем же английским словом.
- Abs — абсорбция — поглощение, дозаряд снижающимся током при стабилизированном напряжении, constant voltage, CV. (В инструкции написано, что именно в микропроцессорном управлении параметрами этого этапа заключается заявленная адаптивность данного ЗУ: короткое время поглощения (минимум 30 минут), если батарея была почти полностью заряжена, и увеличивается до 8 часов в случае глубоко разряженной батареи.)
- Bulk — основной заряд. Также называется этапом быстрого заряда стабилизированным током при растущем напряжении, constant current, CC.
- Test — проверка АКБ, она же капельный предзаряд путём подачи импульсов зарядного тока. Мигает, пока напряжение на клеммах не достигнет 12.5 В.
Значок Bluetooth внизу панели намекает на возможность наличия более продвинутого управления и мониторинга процесса работы этого ЗУ. Приложение для управления зарядным устройством со смартфонов и планшетов называется VictronConnect.
На вкладке STATUS отображается пиктограмма текущего этапа заряда, его краткое описание на английском языке, текущие значения напряжения и тока.
На вкладке GRAPH показан не график измеренных параметров заряда, а картинка, иллюстрирующая этапы профиля.
Зато на вкладке HISTORY видим историю сохранённых данных о зарядах АКБ.
Заряжать будем аккумулятор АКОМ +EFB 6СТ-60VL, производства Жигулёвского аккумуляторного завода имени Н.М. Игнатьева, эксплуатировавшийся на автомобиле Лада Гранта в течение лета. Последний стационарный заряд был 5 месяцев назад. Как всегда, сначала отмоем АКБ и зачистим клеммы, произведём входной контроль плотности электролита и характеристик по прибору экспресс-диагностики.
Все EFB, (ehhanced flooded batteries, улучшенные наливные батареи), произведены по кальциевой Ca/Ca технологии, устойчивы к глубоким разрядам и длительному нахождению в состоянии частичной заряженности (PSoC, partial state of charge), рекомендованы для автомобилей с системой старт-стоп или большим количеством потребителей электроэнергии в бортовой сети, и обладают свойством препятствовать перемешиванию электролита, необходимому для полного заряда, восстановления ёмкости и пускового тока, и предотвращения опоздания на детский утренник и новогодней скидки на покупку новой АКБ при сдаче в утиль старой вследствие её замерзания в холодное время года. Вот и проверим, насколько красивое и умное защищённое ЗУ сможет зарядить такой упрямый нордический аккумулятор.
Плотность электролита по рефрактометру ATC (это не название фирмы, а обозначение наличия автоматической температурной компенсации), от плюсовой клеммы к минусовой, составила 1.25, 1.26, 1.265, 1.26, 1.265, 1.255. Налицо недозаряд и разбаланс.
Разрушение крепких пластин EFB по технологии Exide, из хорошего сплава, облачённых в плотные сепараторы, при таких показателях произойдёт нескоро, но сульфатация, разбаланс и расслоение электролита будут прогрессировать. Летом он не замёрзнет, но пусковой ток и полезная ёмкость в таком состоянии снижены, восполнение заряда от генератора транспортного средства менее эффективно, чем у АКБ, прошедшeй адекватный стационарный заряд. Попробуем его осуществить, но прежде измерим характеристики карманным прибором Konnwei KW650.
Тестер показывает внутреннее сопротивление 5.13 мОм, ток холодной прокрутки (ТХП) 537 из 560 А по стандарту EN, состояние здоровья (state of health, SoH) 95%. Напряжение разомкнутой цепи (НРЦ) 12.57 В, то есть, расслоение электролита пока отсутствует. +EFB AKOM действительно прекрасно проявляют себя в состоянии частичной заряженности. Но заряжать надо. По мере снижения плотности до 1.23 (на которую настроен поплавок глазка-ареометра), эффективность подзаряда от генератора будет всё падать.
Вещи и их компоненты делаются с запасом прочности не для того, чтобы приводить их в негодность пренебрежением правилами эксплуатации, а чтобы надёжно служить длительное время.
Приступим к заряду. Выбираем режим High + Recondition. Это самый «высоковольтный» вариант из числа возможных. Для записи графика зарядного напряжения воспользуемся ЗУ Кулон-912, так как Victron Energy Blue Smart этой возможности не предоставляет, запоминая только статистику по этапам.
Током 15 ампер Blue Smart практически моментально поднял напряжение на клеммах с 12.64 до 14.65 В, перейдя с основного заряда стабилизированным током (bulk CC) на дозаряд снижающимся током при постоянном напряжении (absorption CV). Точно так же «поступил» бы любой стабилизированный блок питания, настроенный на эти значения напряжения и тока. Пока не замечаем никакой магии. Возможно, в данном случае неглубоко разряженной батареи более адекватным было бы выбрать ток 4 А, тогда этап CC продлился бы дольше.
Индикация этапа заряда во многих аналоговых ЗУ сделана следующим образом: светодиод в цепи обратной связи по току обозначен, как «идёт заряд», а в цепи ОС по напряжению как «дозаряд» или «готов». Третий светодиод «заряд завершён», если он есть, зажигается при падении тока ниже установленного значения. Но сегодня рассматриваем ЗУ цифровое, в котором процессом управляет микроконтроллер.
CV дозаряд продолжался всего чуть более получаса, далее проследовали 45 минут «секретного высоковольтного» дозаряда. Судя по графику напряжения на клеммах, записанного Кулоном-912, ЗУ Blue Smart не просто подаёт постоянный ток, а делает паузы согласно своему адаптивному алгоритму. Далее 4 часа продолжался плавающий дозаряд, его же называют зарядом на холостом ходу, когда речь идёт о генераторе транспортного средства. И затем ЗУ перешло в буферное хранение при 13.2 В.
Но температура в мастерской была 13 градусов Цельсия, а теперь включили отопление, стало 20 градусов. Чтобы исключить влияние температуры на зарядку аккумулятора, запустим процесс ещё раз. ЗУ запоминает последнюю выбранную программу, и при включении в электросеть запускает её с начала.
Прошли сутки. ЗУ в режиме хранения. Плотность во всех банках 1.28. Это нормальная плотность для данной АКБ, можно считать её заряженной.
Внутреннее сопротивление 4.71 мОм (было 5.13), ТХП 587 из 560 А EN (было 537), состояние здоровья 100% (было 95). НРЦ 12.78 В (было 12.57). Как видим, стационарный заряд принёс аккумулятору большую пользу.
Протестируем заявленную влагозащиту IP65. В ведре с водой ЗУ прекрасно себя чувствует. Не обманули. ЗУ под водой, заряд идёт. (Оставлять под водой надолго не следует, это не IP67). Соединение Bluetooth тоже работает.
Выводы
Водонепроницаемость корпуса присутствует, Bluetooth работает, алгоритм действительно адаптивный, и со стационарным зарядом современной кальциевой EFB аккумуляторной батареи ЗУ справилось. Правда, за два прохода, но спишем это на низкую температуру в помещении при первом проходе. И АКБ не была сильно разряжена. Заряду глубоко разряженных АКБ будет посвящена вторая часть теста ЗУ.
Мониторить текущие значения тока и напряжения, а также запоминать время каждого этапа заряда и сообщённый за это время аккумулятору электрический заряд в ампер*часах приложение для смартфонов и планшетов умеет. Но вместо ожидаемого графика напряжений и токов выдаёт просто картинку, иллюстрирующую этап.
Понятно, что у микроконтроллера недостаточно памяти для сохранения лога процесса зарядки, но не помешала бы функция записи этого лога и построения графика приложением, при нахождении телефона и ЗУ в радиусе действия Bluetооth. Так как приложение, а через него и прошивка самого ЗУ, производителем обновляются, можно ожидать таких функций в будущем.
Статья написана в сотрудничестве с автором экспериментов и видео — Аккумуляторщиком Виктором VECTOR.
