Устройство для развязки двух аккумуляторов

Реле развязки аккумуляторов

Реле развязки используется, если необходимо зарядить несколько аккумуляторов от одного источника зарядки. На катерах такая ситуация возникает, когда установлены аккумуляторы электромотора (подруливающего устройства), сервисная и стартовая батареи. От береговой сети аккумуляторы заряжают с помощью зарядного устройства с двумя или тремя выходами, а к генератору двигателя подключают с помощью DC-DC зарядного и развязывающего реле

Как работает развязывающее реле

Развязывающие реле — это автоматический переключатель, который срабатывает, когда напряжение на одном из аккумуляторов поднимается до 13,2 — 13,7 Вольт. Рост напряжения говорит о том, что аккумулятор подключен к генератору или зарядному устройству и частично или полностью заряжен. Реле замыкается, ток течет во второй аккумулятор и заряжает его. Как только напряжение падает до 12,4 — 13,1 Вольт, реле разъединяет аккумуляторы и предотвращает их разрядку

Изоляторы АКБ и реле развязки

Изоляторы(делители) аккумуляторов и развязывающие реле предназначены для защиты аккумулятора от разряда непреднамеренной нагрузкой. Оба типа устройств распределяют ток от источника зарядки ко всем аккумуляторным батареям, а во время разряда изолируют их друг от друга. Таким образом каждая группа аккумуляторов остается соединенной только с собственной нагрузкой

Изоляторы изготавливают из двух или более диодов, которые действуют как обратные клапаны. Диоды пропускают ток от источника зарядки к аккумуляторам, но не дают току течь между ними или обратно к источнику. За простоту конструкции приходится платить. На диодах падает около 0,6-0,8 вольт, поэтому напряжение на аккумуляторах оказывается ниже, чем на выходных клеммах генератора или зарядного устройства. Если потери не компенсировать, аккумуляторы никогда не зарядятся до 100%

Изоляторы аккумуляторов и развязывающее реле. Изолятор делит ток между аккумуляторами. Падение напряжения на диодах 0,6-0,8 Вольт. Реле пропускает ток от одного аккумулятора к другому

И реле, и диодные изоляторы — это устройства развязки, которые решают одну и туже задачу. Однако применять их лучше в разных ситуациях. Изоляторы подойдут, если источник зарядки измеряет напряжение на аккумуляторах и способен компенсировать падение на диодах, повысив выходное напряжение.

Модернизировать электрическую систему проще с помощью развязывающего реле. Зарядное устройство и генератор, продолжат работать с несколькими аккумуляторными батареями так же как они до этого работали с одной. Реле развязки — это единственный выбор для некоторых подвесных лодочных моторов и комбинированных инверторов. Моторы и инверторы соединяются с аккумулятором единственным кабелем, ток по которому течет в разных направлениях во время зарядки аккумуляторов и во время запуска двигателя (работы инвертора). Диодный изолятор не допустит этого.

Реле вместо зарядного устройства

Перед установкой нового оборудования электрическую систему часто приходится совершенствовать. Если вновь устанавливаемые устройства энергоемкие, для них желательно предусмотреть собственную аккумуляторную батарею. Но что делать, если после модернизации число аккумуляторных групп стало больше, чем количество выходов на зарядном устройстве?

Простое решение – приобрести новое зарядное с двумя или тремя выходами. Экономичное – использовать реле развязки аккумуляторов.

Типичная электрическая система на катере или небольшой яхте состоит из двух аккумуляторных батарей, зарядного устройства с одним выходом и генератора двигателя. Владелец хочет заряжать обе группы аккумуляторов на берегу и поддерживать в заряженном состоянии на воде. Реле развязки легко решает эту задачу.

Комбинированный инвертор-зарядное устройство подключен к тяговым аккумуляторам. Поскольку комби модели имеют как правило один выход, остальные группы аккумуляторов соединяются с сервисной с помощью реле

Когда включают зарядное устройство, соединенное с аккумулятором 2, реле срабатывает и подключает аккумулятор 1. То же самое происходит во время работы двигателя – напряжение на аккумуляторе 1 возрастает, реле замыкается и подключает аккумулятор 2. Если со временем появляется третья группа аккумуляторов, то ее подключают с помощью еще одного реле

Защита электроники

Пуск двигателя вызывает в цепи стартового АКБ падение напряжения. Если двигатель запускают, когда аккумуляторы объединены, скачек напряжения может ощущаться и в цепи сервисного аккумулятора. Резкие переходные процессы могут не только сбросить настройки GPS и навигационного оборудование, но и вывести чувствительную электронику из строя. Поэтому важно, чтобы в этот момент аккумуляторы были изолированы.

Схема подключения реле развязки. Для защиты дорогой электроники от скачков напряжения, возникающих при запуске двигателя, реле соединяют с соленоидом стартера. Как только на нем появляется напряжение, реле разъединяет аккумуляторы

Некоторые модели реле обладают такой возможностью. Когда ключ зажигания повернут, напряжение с замка зажигания поступает на соленоид стартера и на разъем реле «Блокировка при запуске». Реле открывается и разъединяет аккумуляторы перед запуском двигателя. Вновь оно соединит аккумуляторы только после того как стартер перестанет работать. Этот же разъем реле можно использовать для дистанционного управления устройством.

Реле и переключатель аккумуляторов

Автоматическое зарядное реле в сочетании с батарейным переключателем упрощает зарядку двух независимых аккумуляторов. Владелец судна просто поворачивает переключатель в положение ON, когда приходит на катер или яхту, и возвращает в положение OFF, когда сходит на берег. Ему больше не надо беспокоиться о том, какие аккумуляторы заряжаются или разряжаются, реле автоматически соединяет и разъединяет их. Совместно с реле используют переключатели аккумуляторов Blue Sea 6011 или Blue Sea 5511

Реле и DC-DC зарядное

Реле развязки и DC-DC зарядное устройство (зарядный конвертер) выполняют одну и туже задачу – заряжают дополнительный аккумулятор от генератора автомобильного или лодочного двигателя. Однако между этими устройствами существуют важные различия

Сравнение реле развязки и DC-DC зарядного устройства

Реле развязки с ограничением по току

При установке на носу катера подруливающего устройства или лебедки вдоль всего судна к основной аккумуляторной батарее приходится тянуть кабель. Сечение кабеля зависит от его длины и силы тока, и в данном случае составит 50-70 мм2. Если установить вспомогательный аккумулятор на носу, то он снизит затраты на кабель и уменьшит нагрузку на основную аккумуляторную батарею.

Вспомогательный аккумулятор необходимо заряжать. Для этого к нему подключают кабель от источника зарядки. Если вспомогательный аккумулятор не сможет поддерживать требуемое напряжение под нагрузкой, то нагрузка через кабели частично перераспределится на основную аккумуляторную батарею. Кабели от основного к вспомогательному аккумулятору должны быть на нее рассчитаны.

Автоматическое зарядное реле с ограничением по току Sterling Power CVSR. Прямоугольные выступы на корпусе реле — самовосстанавливающиеся полимерные предохранители. Предохранители допускают короткий всплеск тока, но нагреваются и увеличивают сопротивление, если сила тока не снижается. Падение напряжения на предохранителях увеличивается, реле «понимает», что устройство перегружено и размыкает цепь при безопасном токе 6 А. После того как предохранители остынут (через 5 минут), реле возвращается в рабочее состояние.

Для ограничения тока от основного к вспомогательному аккумулятору можно использовать реле. Если сила тока превышает номинал реле, сопротивление токоограничивающей цепи реле возрастет и уменьшит ток. После того как нагрузка спадет реле вернется к нормальному режиму работы. Благодаря реле сечение кабеля от основного к вспомогательному аккумулятору можно уменьшить до 16 или 25 мм2.

Как выбрать реле развязки

1. Выберите номинал реле. Непрерывный длительный ток, на который рассчитано реле развязки должен соответствовать максимальной мощности генератора или зарядного устройства. Например, если устройство зарядки с максимальным током 100 А, подключено к стартовому аккумулятору, то сервисный также может получить ток такой силы. Значит реле должно спокойно выдерживать его. Для этого указанный для реле непрерывный длительный ток должен быть на 10-20% больше, чем максимальный ток устройства зарядки.
2. Оцените стоимость и простоту установки. Если доступ к источнику управляющего напряжения простой, используйте реле срабатывающее от контрольного напряжения. Если контрольное напряжение подключить сложно, выбирайте автоматическое реле зарядки. Их проще устанавливать и настраивать.
3. Решите нужны ли дополнительные функции. Важно ли какая сторона реле активирует устройство, нужно ли регулировать стандартные параметры напряжения срабатывания.
4. Безопасность. Определите, какая максимальная нагрузка может возникнуть на дополнительной аккумуляторной батарее при замкнутом реле. Часть этой нагрузки передастся на стартовый аккумулятор. Размер передаваемой нагрузки изменяется от нескольких до 100 процентов и зависит от того насколько разряжена сервисная батарея. Важно чтобы реле справлялось с высокой нагрузкой без повреждений.
5. Если существует вероятность нагрузок в сотни ампер, например от мощного синусоидального инвертора, то единственный способ управлять ими – использовать реле с ограничением по току. Реле этого типа просто и безопасно выключается до тех пор, пока всплеск тока не прекратится, затем вновь автоматически активируется и продолжает работу.
6. Если с аккумуляторной батареей соединены солнечные панели, и вы хотите, чтобы при неработающем двигателе реле подключало к ним для зарядки вторую группу АКБ, используйте бистабильное развязывающее реле. Оно больше подходит для этой работы.

Источник

Поставил второй аккумулятор в машину при помощи простейшего самодельного устройства развязки

В прошлый раз я писал про установку автономного отопителя , и там же упоминал про второй аккумулятор в буханке. Признаюсь честно, что раньше я не был в курсе всех этих проблем, связанных с использованием сразу нескольких батарей — на лодке я ставил 2 аккумулятора просто в параллель, а на машине у меня всегда был только один. И вот, теперь возникла необходимость, иметь, выражаясь умными словами, отдельно стартерную, и отдельно сервисную батареи.

Когда я принялся изучать данный вопрос, то мне стало совершенно очевидно, почему же на лодке с аккумуляторами всегда все было плохо. Там я в итоге оставил только одну батарею, а вторая — сдохла. Вся беда в том, что батареи все-таки имеют немного разные характеристики, и будучи постоянно включенными параллельно, они сперва плохо заряжаются, а потом еще очень сильно саморазряжаются. Вопрос лодочного аккумуляторного хозяйства мне еще предстоит решать, а вот в машине все оказалось довольно просто.

Суть в том, что на автомобиле не надо экономить топливо, и поэтому электричества там всегда немерено. Заведи только мотор. Однако эксплуатируя на стоянке отопитель, освещение, и другие электроприборы, всегда есть риск посадить батарею, если она только одна, и утром потерять возможность завести мотор. Тут, конечно, сразу приходит мысль о втором аккумуляторе, который не будет электрически связан с первым, и будет работать только на обеспечение всех бытовых нужд. Но при этом, как только мотор заводится и генератор начинает выдавать в ток, этот второй аккумулятор тут же надо подключить в общую сеть, чтобы он заряжался.

Поиск в интернете сразу выдал мне готовое решение, устройство развязки аккумуляторов «УРА». Правда, стоит эта приблуда от 3000 рублей, а почитав, что пишет про нее народ, я понял что она не так уж и хороша, как кажется. Проблема там в том, что устройство включает и отключает аккумуляторы по определенным алгоритмам, но дело может повернуться так, что ты останешься у разбитого корыта с двумя севшими батареями.

Есть, конечно и альтернативные варианты, которые люди так же используют: развязка при помощи двух диодов, либо обычные выключатели массы на каждый аккумулятор. Мне ни один из этих вариантов не подходил. На диодах происходит некоторое падение напряжения, хоть и не большое, но при большой нагрузке сети оно может оказаться критичным. Выключатели массы же могут быть смертельно опасны для инжекторного двигателя — с дуру отключишь оба аккумулятора, и рискуешь спалить ЭБУ. Я тогда подумал о переключателях батарей, которые применяются на яхтах и кемперах, но во-первых, они тоже оказались очень дорогими, и во-вторых, всегда можно забыть его переключить, и один из аккумуляторов, опять же, останется пустым.

И тогда, немного поразмыслив, я нарисовал очень простую схему, состоящую из 3 автомобильных реле, кучка которых всегда есть среди хлама любого автовладельца. Реле эти могут коммутировать токи до 30А, и для сервисной батареи вместе со всеми остальными бытовыми потребителями этого хватит за глаза.

В чем суть? Штатный аккумулятор так и остается на своем месте, штатно подключенным к сети. Дополнительный аккумулятор ставится отдельно, и между ним и сетью ставится мое самодельное устройство. Когда двигатель не работает, то «бытовая» или «сервисная» батарея и «бытовая» сеть полностью разобщена со штатной сетью и «стартерной» батареей. Но как только двигатель заводится — они все соединяются, и обе батареи счастливо заряжаются от генератора.

Тут я должен пояснить, что так как дело происходит на относительно новой буханке, я не имею доступа к лампе контроля заряда. С ней все было бы намного проще и хватило бы двух релюшек, но у меня она, увы, упрятана внутрь моноблочного спидометра, который мне не хотелось разбирать, а распиновки его косы я не знаю и знать не особо хочу. Именно поэтому, в качестве индикатора работы двигателя я решил использовать контрольку давления масла.

Реле 1 служит для подачи питания на реле 2 в тот момент, когда включается зажигание. При этом нормально замкнутое реле 2 (обычное пятиконтактное) тут же срабатывает, так как «масса» идет на него с датчика аварийного давления масла двигателя. После того, как двигатель заводится, «масса» на датчике пропадает, и тогда реле 2 выключается. С его контакта 87а на реле 3 подается +12В. Оно-то, включаясь, и соединяет обе сети. С этим нехитрым устройством я катаюсь уже несколько дней и каких-либо проблем не заметил — все прекрасно заряжается, включается, отключается, и не саморазряжается; стоит недорого и работает абсолютно предсказуемо.

Источник