1.ВВЕДЕНИЕ

Итак, казалось бы, тривиальная задача, интересная каждому владельцу мощного бесперебойника или солнечной энергосистемы – наблюдение за состоянием аккумуляторных батарей, их уровнем заряженности и определение момента, когда их пора подзарядить. Интернет-форум скажет, что вольтметр с алиэкспресс за 50 рублей и вопросов больше нет. Кто уже имеет опыт эксплуатации солнечных систем скажет, что в любом контроллере заряда есть контроль напряжения АКБ, где-то в виде точных цифр, где-то в виде светодиодной индикации. Совершенно верно, однако оба варианта имеют одну проблему – нужны глаза, чтобы следить за этим, и руки, которые будут запускать генератор в случае необходимости. Еще одно верное возражение – в мире уже есть контроллеры заряда со встроенным сухим контактом и онлайн контролем и зовут их iPanda, и подружить уже установленный генератор с автозапуском с ним не составит труда. Еще один вариант – комбинированные инверторы с ЗУ (зачастую присутствующие в составе энергосистем) тоже имеют на борту и контроль АКБ по напряжению и сухой контакт для реализации любых сценариев автоматизации, в том числе и автозапуск генератора, который даст электричество в инвертор, который уже зарядит ваши аккумуляторы.               

Вот вроде бы проблема решена и батарейный монитор, служащий той же цели, что и вышеобозначенные приборы совсем не нужен, однако контроль заряженности АКБ по очень относительному параметру – напряжению – редко сможет дать данные по реальному запасу энергии в них по следующим причинам: напряжение сильно зависит от нагрузки снимаемой в момент наблюдения с батареи, от температуры окружающей среды, от возраста и происхождения аккумуляторов. Посему применение дополнительного узла контроля ваших аккумуляторов – совсем не лишнее вложение денег, а реальный способ продления срока службы накопителей. Все знают, что любые последовательные литиевые сборки комплектуются BMS (Battery management system), имеющей иногда немного больший функционал, чем батарейный монитор, однако, утрируя, можно сказать, что батарейный монитор – не что иное как BMS для свинцово-кислотных сборок.

BMS - это аббривеатура , от англ. Battery Management System – система управления батареей. Понятие слишком широкое, поэтому оно охватывает почти что все устройства, так или иначе обеспечивающие корректную работу аккумулятора в электросамокате, начиная с простых плат защиты или балансировки, заканчивая сложными микроконтроллерными устройствами, подсчитывающими ток разряда и количество циклов заряда (например, как в батареях ноутбуков).

Батарейный монитор контролирует количество энергии, запасенное в аккумуляторах благодаря тому, что помимо контроля напряжения, так же контролирует и ток (а при наличии этих двух параметров несложно найти и энергию), идущий на аккумуляторы. Контроль тока осуществляется входящим в комплект шунтом – схема подключения дана на фото ниже, по ней видно, что все электроны, проходящие в систему, гарантированно учитываются, а так же становится понятно, что для того, чтобы встроить монитор в систему – потребуется немного изменить коммутацию. Итог – точное количество энергии, ушедшее-пришедшее в/из аккумуляторов, контролирует только батарейный монитор (а также высчитывает количество реально доступной к использованию энергии с учетом КПД заряда и разряда - в настройках вы можете выбрать значение числа Пейкерта в соответствии с электрохимией ваших накопителей). Устройство не обладает экстрасенсорными способностями и для оценки максимальной емкости ждет ваших данных о емкости установленных батарей.

2. EXPERT MODULAR – ЕЩЕ ОДИН ГОЛЛАНДСКИЙ БАТАРЕЙНЫЙ МОНИТОР, ТЕПЕРЬ С ОРАНЖЕВЫМ ЭКРАНОМ.

Итак, введение закончилось, здесь и далее разговор пойдет о функциях, доступных топовому в линейке TBS Electronics монитору с названием Modular.

Помимо уже упомянутых функций, монитор Expert Modular может осуществлять и контроль средней точки, то есть замерять напряжение на участке последовательно соединенных батарей. Окупает себя эта возможность в 24-48В системах, где при применении последовательных сборок из 12В аккумуляторов может возникнуть ситуация, что элементы сборки могу заряжаться неравномерно, упрощенно: при общей сумме в 24 В на одном может быть 11В, а на другом 13В, один недозаряжен, другой перезаряжен, и чем больше циклов заряда-разряда проходит, тем больше разбег и тем печальнее и короче судьба одного из упряжки. Чтобы избежать такой беды правильнее всего комплектовать такие сборки балансирами (о них позже), а при отсутствии последнего – монитор сообщит о разнице в напряжениях участка последовательной сборки.

Плюсом данного монитора является возможность отслеживания до 3 блоков аккумуляторных батарей (взамен отслеживания средней точки) с применением простейших дополнительных аксессуаров, пример на схеме:

Можно контролировать и 2 блока – к примеру, основной питающий и аккумулятор генератора, такой сценарий наиболее часто применяемый кстати.

3. РЕАЛЬНЫЕ КЕЙСЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МОНИТОРОВ EXPERT

А теперь самое интересное в рассматриваемом девайсе – возможность настройки сценариев работы и программируемое гальванически развязанное НЗ/НО реле сигнализации рассчитанное на постоянный ток 5А напряжением до 30В, либо переменный до 250В, давайте рассмотрим подробнее на реальных примерах:

  • Самый простой – Expert и АВР генератора, полная автономия

Разрядились АКБ – контакт монитора переходит в состояние замкнутого (либо наоборот разомкнутого – все выбирается в настройках), срабатывает АВР, генератор запускается и питание нагрузки и заряд АКБ идет от него (в случае наличия сетевого ЗУ для зарядки вашего блока АКБ), аккумуляторы дозаряжаются до установленной вами глубины разряда, после чего генератор отключается. Главный момент – запуск и остановка будут осуществлены только по реальному остатку энергии в накопителях.

  • Expert и ваш неумный инвертор

С помощью батарейного монитора можно легко внести немного «ума» в аккумуляторную систему – как пример, инвертор Epever SHI 3000 (как и многие другие инверторы) – имеет разъем для подключения внешнего включателя/выключателя. Так же он имеет и отключение по низкому напряжению АКБ, однако напряжения отключения слишком низкое для безопасного (аж 21.6В – вчистую разряженный GEL), подключая управляющий выход монитора на переключатель инвертора мы получаем функцию отключения последнего в случае низкого заряда и если нужно то и наоборот включение какой-либо из нагрузок в случае полного заряда – для сброса избыточной солнечной энергии к примеру.

  • Expert на вашей яхте или в доме на колесах

Еще одним вариантом использования батарейных мониторов являются передвижные энергосистемы, размещенные в автодомах, караванах, яхтах, прочих плавучих транспортных средствах: ЖК экран с круговой индикацией отлично встраивается в любую приборную панель, а 5 метровый кабель подключения дисплея дает дополнительную свободу в плане размещения самого шунта. Про важность контроля состояния АКБ в таком применении – лишний раз напоминать не будем.

4. ВОЗМОЖНОСТИ РАСШИРЕНИЯ ФУНКЦИОНАЛА

USB адаптер для оборудования TBS (Qlink to USB Communication Kit)

Все просто – шнурок-переходник от вашего Модулара к вашему компьютеру, настройки и мониторинг на вашем ПК

TBS QuickLink 2ch Alarm Expander Kit

Расширитель возможностей батарейного монитора, смотрим на фото:

Quicklink to Bluetooth Kit

Свисток подключаемый в Quicklink порт дает возможность монитору дружить с вашим смартфоном, настраиваться от него и присылать уведомления в случае необходимости, штука неоднозначная в плане необходимости, но однозначно модная.

5. МОНИТОРЫ НА РОССИЙСКОМ РЫНКЕ

Выбор мониторов не так уж и велик – это либо голландцы серии BMV от Victron Energy, либо описанные в статье голландцы Expert от TBS Electronics, есть еще варианты от Schneider Electric и Outback Power, но последние интересны в рамках систем, построенных на оборудовании данных брендов. Интересный факт – до того, как всемирно известный в отрасли возобновляемой энергетики Xantrex стал Schneider Electric батарейные мониторы для них выпускал как раз TBS в бытность свою ОЕМ производителем.

6. НУЖЕН ЛИ МНЕ EXPERT MODULAR ЕСЛИ У МЕНЯ УЖЕ ЕСТЬ ОБОРУДОВАНИЕ ДРУГОГО ПРОИЗВОДИТЕЛЯ?

Однозначно да, за исключением случая если у вас уже установлены инверторы Victron, Schneider Electric, либо Outback Power – в данных случаях полезна интеграция монитора непосредственно в экосистемы данных производителей, что даст большую информативность при работе системы, если же такой задачи нет и из обозначенного оборудования у вас только один компонент – Expert Modular точно не будет чужаком в такой стае и подарит вам лишь больший срок службы АКБ в комплекте с большим удобством их эксплуатации.

Про мониторы с алиэкспресса лишний раз напомним - без измерения тока (шунтом или токовым кольцом), втекающего и вытекающего из аккумуляторной батареи качественный контроль состояния АКБ невозможен.

7. О ЧЕМ МЫ НЕ УСПЕЛИ РАССКАЗАТЬ

  • отображение текущей емкости банка аккумуляторных батарей независимо от нагрузки непосредственно на дисплее в виде круговой диаграммы;
  • мониторинг напряжения, тока, потребляемой мощности, остаточной емкости аккумуляторов и оставшегося времени работы;
  • совместимость с любым свинцом, а также литием;
  • подсветка жк дисплея;
  • европейское качество сборки девайса

 Ну а если кто хочет больше подробностей, то ссылка на даташит производителя для вас: tbs-electronics.com