Необходимы Батареи большей емкости?


Частый вопрос: «Мои сервисные батареи недостаточно велики, и они быстро разряжаются».

Этот блог в первую очередь предназначен для владельцев автодомов, фургонов, кемперов, коммерческих микроавтобусов, владельцев лодок и яхт — о том, что касается вопроса о необходимости увеличения емкости АКБ  различными способами.

Когда прекратила работу энергосистема, многие предполагают, что батареи вышли из строя, но часто это не так. Вопрос как, где, когда и для чего используются батареи. Такие вещи, как низкие температуры, высокие нагрузки и глубокие разряды, влияют на емкость аккумулятора (Ач) и срок службы. И, конечно же, мы часто предъявляем повышенные требования к аккумуляторам, чем предполагалось в оригинальной конструкции системы.

Прекратила работу энергосистема

Типичная небольшая яхта, построенная несколько лет назад, может иметь сервисную батарею 90 Ач и стартерную батарею на 80 Ач при раздельной системе зарядки. Батареи, кабели, зарядное устройство и генератор будут иметь соответствующие размеры. Но в наши дни вы используете больше оборудования, часто при более высоких нагрузках и, следовательно, нуждаетесь в большей емкости аккумулятора – приходится  запускать двигатель яхты для зарядки аккумулятора его генератором, когда яхта находится вдали от источника питания от берега и это неэффективно и очень дорого. Чтобы решить эту проблему, возможно, вы начнете с добавления солнечных панелей, но этого, скорее всего, будет недостаточно. Вы сталкиваетесь с изменением системы, чтобы получить больше возможностей. 

То же самое касается автодомов.
Пример,- 12-летний автодом Hobby T600 (показанный на изображении заголовка) имеет одну сервисную батарею Sonneschein GEL 78Ah (C20), 65Ah (C5) и стартерную батарею Duracell 74Ah. Этот вариант подходит при небольших потребностях — 12 В, при 90% времени в парковки в кемпинге, используя газ для приготовления пищи, отопления и 230 В для холодильника. Но, включение нескольких ламп мощностью 10 Вт и включение газового вентилятора на ночь – приводит к быстрому разряду сервисной батареи, когда автодом не подключен к сети. Вы можете сказать, что это не удивительно, и вы обдумываете увеличение энергии от сервисной батареи.

В то же время помогло обновление всего светодиодного освещения на 1/10 потребляемой мощности, плюс замена старого контроллера PWM на Victron MPPT для имеемой солнечной панели мощностью 100 Вт привело к более эффективному сбору солнечной энергии.

Контроллер MPPT в правом верхнем углу фотографии ниже объединен в сеть с использованием Smart Battery Sense, поскольку температура окружающей среды MPPT по сравнению с температурой сервисной батареи может составлять до 10 ° C. Это обеспечивает зарядку с компенсацией температуры и напряжения; фактор, который необходимо учитывать при зарядке в холодную или жаркую погоду.

Обновление до светодиодов и MPPT Solar Charge Controller

Вышеупомянутые изменения, тем не менее, не решили проблему полностью  — зарядку электрических велосипедов, использование электрического тостера для бутербродов, включение небольшого чайника на 600 Вт, ноутбука и других зарядных устройств от сети переменного тока. Использование инвертора.

Решение – увеличить емкость батарей?

Очевидным решением является увеличение емкости батарей. Но как только вы начнете изучать это решение, вы обнаружите, что вам нужно дополнительное пространство, текущий аккумуляторный бокс слишком мал, вес может быть проблемой, кабели слишком тонкие, чтобы выдерживать больший ток, зарядное устройство больше не достаточно мощное, необходим более мощный инвертор, если это необходимо. Если это не проект, который вы можете выполнить самостоятельно, то это будет дороже в связи с привлечением специалистов. Должен быть более простой способ.

К счастью, большинство современных катеров и транспортных средств, обычно имеют батареи большой емкости. В нашем же случае необходима дополнительная емкость батарей, и, как вариант последовательное соединение,- системы  24 В или 48 В с понижением до 12 В. Это предполагает, что у вас есть генератор переменного тока необходимой мощности.

По сравнению с моим более старым автомобилем, новый автодом моего друга обладает большей энергией и мощностью: 3 x 95Ah (C20) батареи Varta AGM = 285Ah при 12 В со скоростью 20 часов C, где C обозначает до емкости, а 20 — это количество часов, чтобы разрядить аккумулятор до 10,8 В (разряжен). Более быстрые разряды уменьшают емкость Ач, которое связано с нагрузкой.

Номинал относится к температуре 25 ° C, которая является стандартной номинальной температурой. Ниже этой температуры емкость АКБ уменьшается.  

Калькулятор Peukert, использованный на приведенном выше снимке экрана, представляет собой электронную таблицу в формате Microsoft Excel, в которой можно указать емкость аккумулятора и показатель Peukert. Затем он выбирает различные скорости разряда, рассчитывает время работы (обратите внимание, что время указывается в десятичных часах, т. Е. 1,5 часа — это 1 1/2 часа = 1 час 30 минут), амплитуды, скорректированные с помощью Peukert, и общее количество часов в амперах, доступных при различных скоростях разряда. Он также включает график тока разряда в зависимости от доступных ампер-часов.

Теперь давайте добавим коэффициент старения 0,8 (чтобы вы по-прежнему получали правильные данные), и доступная емкость АКБ составляет 285х0,5х0,84х0,8 = 95,76 Ач или 12 Вх95,76=1,15 кВтч полезной энергии по сравнению с накопленной энергией C20 3,42 кВт · ч 25 ° C. Неудивительно, что люди думают, что их батареи нуждаются в замене, или им нужно больше А!

Вышесказанное относится к технологии свинцово-кислотных аккумуляторов, литий гораздо более щадящий с Peukert около 1,05.

Выбор и другой подход

Размышляя о том, как получить необходимую мощность АКБ для своего автодома, я начал смотреть на модернизацию своей стандартной системы, но сервисный аккумулятор находится под пассажирским сиденьем с ограниченным пространством, провода проложены под полом и между переборками, плюс мне нужно было зарядное устройство большей мощности и размера, не говоря уже о инверторе для зарядки моего электрического горного велосипеда. Возможно, генератор тоже нужно обновить. В любом случае, надеюсь, вы понимаете мою точку зрения — было просто нереально изменить стандартную систему с точки зрения затрат или усилий, плюс сервисный аккумулятор оказался совершенно новым.

Мое решение состояло в том, чтобы создать отдельный, автономный, портативный «Powerpack» — аналогичный Powerbank для мобильных телефонов. Это было что-то, что я мог легко собрать в комфорте моей мастерской.

В идеале я предпочел бы литий-железо-фосфатный (LiFePO4 или LFP) нашим литий-ионным HE-батареям и Lynx Ion BMS, так как LFP имеют более длительный срок службы, а HE BMS довольно большой, занимая дополнительное пространство. Однако в своем случае из-за фактических размеров доступного пространства и веса я должен был использовать тип HE NMC. К счастью, нагрузка на мой инвертор тоже низкая, поэтому тип «HE NMC» оптимален.
 Фактически, если бы вес и размер не были проблемой, AGM тоже бы подошли. Также как и Lithium SuperPack — без необходимости использования внешней BMS, занимающей дополнительное пространство.

Ниже фотографии до и после моего решения, которое просто соответствует мощности подключенного оборудования. При использовании этой системы моя стандартная сервисная батарея всегда полностью заряжена от сети, либо от солнечной батареи. Увеличенная энергия и мощность доступны для нужд, упомянутых ранее.

Этап планирования

Красивая подсветка и светодиодный пусковой выключатель. USB GPS для установки геопозиции при парковке.

Тестирование — зарядка электрического велосипеда

Фу, правильно сделал измерения …

16А Штекерные/розеточные соединения Commando в верхнем правом углу, обеспечивают простое линейное соединение с внешней сетью, перед устройством — УЗО.

И достаточно места для электрического велосипеда в автодоме

Свинец против лития

Сравнение свинцовых и литиевых АКБ, чтобы понять, почему вес, размеры и плотность энергии  важнее, чем срок службы и скорость разряда.

60Ah 12,8 В LiFePO4 SuperPack 90Ah 12V AGM 100Ah 25.2V HE NMC 200Ah 25.6V LiFePO4 — Smart
Вес  кГ 9.5 27 15.7 56
Размер (мм) (ДхШхВ) 229х138х213 350х167х183 362х193х214 317х631х208
Энергия
 при 25 ° C
614Wh 540Wh 2,016Wh 4,096Wh
Циклы
 жизни
2500 циклов 600 циклов 2000 циклов 2500 циклов
Стоимость х 2,5 (приблизительно) х 1 х 2,5 (приблизительно) х 2,5 (приблизительно)


Примечания к таблице выше:

  • Полезная энергия и продолжительность цикла для 80% глубине разряда для LiFePO4 и 50% для AGM, которые считаются наиболее экономичным использованием батарей этих типов.
  • NMC литий может разряжаться до 100% в «режиме производительности», хотя и за счет расхода  циклов, что дает больше полезных кВтч, чем 80%, показанных в техническом описании и в таблице выше. 75% считается «режимом по умолчанию», 100% — «режимом производительности», и все это может быть отрегулировано вашим дилером с помощью инструмента Lynx Ion BMS.
  • Более высокие нагрузки со свинцовыми АКБ еще больше уменьшат доступную мощность по сравнению с литий-ионным.
  • Емкость также снижается для всех типов из-за температур ниже номинальной 25° C.

Заключение

Без каких-либо модификаций в моей стандартной системе автодома, кроме встроенного соединения, эта модульная сборка оказалась отличным способом получить больше Ач. Литиевые батареи не являются необходимыми, но в моем случае использование NMC Lithiums, в отличие от моего предпочтения LiFePO4, было необходимо — из-за размеров и веса.
   Об использовании системы на основе свинцовых АКБ не могло быть и речи, поскольку она бы слишком загружала заднюю ось, и просто не было бы места для таких АКБ, не говоря уже о моем электрическом велосипеде.

Добавить Комментарий

Copyright © 2010 - 2020 ООО "ТРИО". All Rights Reserved.

Copyright © 2010 - 2020 ООО "ТРИО". All Rights Reserved.