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

Изменение состояния реле развязки при различном напряжении аккумуляторов
1.Реле разомкнуто – аккумуляторы изолированы. После запуска двигателя или включения зарядного устройства напряжение медленно возрастает 2.Напряжение достигло 13,5 Вольт. Реле срабатывает и подключает второй аккумулятор. Оба аккумулятора заряжаются одновременно. 3.Двигатель остановлен или зарядное устройство выключено. Напряжение быстро падает 4.Напряжение опустилось ниже уровня отключения, реле размыкается и изолирует аккумуляторы

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
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.

Схема зарядки нескольких аккумуляторных батарей с помощью реле развязки

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 развязывающего реле для зарядки двух аккумуляторов
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

Схема подключения переключателя аккумуляторов и реле развязки
Совместная работа переключателя аккумуляторов и реле развязки. 1.Переключатель в положении ON. Двигатель работает. Реле замкнуто. Все устройства подключены к собственным аккумуляторным батареям. Сервисный аккумулятор заряжается через реле. 2.Переключатель в положении ON. Двигатель заглушен. Реле разомкнуто. Нагрузка подключена к сервисному АКБ. Стартовый аккумулятор изолирован

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 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.

Реле развязки аккумуляторов с ограничением по току Sterling Power CVSR
Автоматическое зарядное реле с ограничением по току Sterling Power CVSR. Прямоугольные выступы на корпусе реле — самовостанавливающиеся 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.

Отключение второстепенной нагрузки

Мультимедиа центры и холодильники потребляют от аккумулятора большое количество энергии и могут разрядить батарею до уровня при котором перестанут работать устройства связи и навигации. Чтобы этого не произошло, второстепенные устройства желательно вовремя отключать от питания.

Реле развязки можно использовать для отключения нагрузки и защиты аккумуляторов от чрезмерного разряда. Если напряжение аккумулятора падает ниже установленного уровня, реле размыкается и подключает нагрузку вновь, после того как напряжение поднимется примерно на 6% выше уровня отключения.

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, 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.
Реле развязки аккумуляторов Sterling Power IFR80 Реле развязки аккумуляторов Sterling Power VSR80 Реле развязки аккумуляторов Sterling Power LR80
Наименование IFR VSR LR
Тип бистабильное
Класс защиты IP65 IP65 IP68
Рабочее напряжение, В 12 12/24 12/24
Сигнальным напряжением Да Да -
Автоматическая - Да Да
Двухстороннее включение Да Да Да
Одностороннее включение - Да Да
Защита сервисного аккумулятора от разряда и перезарядки - - Да
Защита стартового аккумулятора от разряда - - Да
Размыкание перед запуском двигателя Да Да Да
Задержка срабатывания при запуске Да Да Да
Регулировка напряжения срабатывания - Да Да
Принудительная активация - Да -
Пульт дистанционного управления Да

Установка и подключение реле

Всегда работайте от устройства к аккумуляторам. В первую очередь подключите кабели к реле, затем установите предохранитель, и только после этого подключите кабель к аккумулятору. Такая последовательность безопаснее, чем подключение от аккумуляторов к устройству

На все кабели, идущие непосредственно от аккумуляторов необходимо устанавливать предохранители. Они защищают кабель от возгорания, которое может возникнуть при соприкосновении поврежденного положительного проводника с корпусом автомобиля или катера.  Предохранители ставят как можно ближе к клеммам аккумуляторов так, чтобы большая часть кабеля была защищена.

Номинал предохранителей выбирают на 30-50% больше номинала реле. Например, для устройства, рассчитанного на 100 ампер, потребуется предохранитель на 130-150 ампер. Многие реле рассчитаны на перегрузку в 600% от номинала, однако выдерживает такой ток всего лишь в течении нескольких миллисекунд

Ток зарядки Минимальное сечение кабеля, мм2 Номинал предохранителя, А
50 10 75-80
70 16 80-90
90 25 125-130
110 35 150
120 50 150-175

Для защиты кабеля от аккумуляторов к реле подходят предохранители ANL, MRBF, MIDI / AMI. Для сигнальных проводников достаточно предохранителя на 5 ампер.

 

Задайте вопрос,

и получите консультацию по лодочным электромоторам, аккумуляторам или зарядным устройствам для катера или яхты

captcha