Тяговый аккумулятор и генератор двигателя – это сердце системы энергоснабжения на катере или яхте. От их исправности и надежности зависит работоспособность всего бортового оборудования вдали от пирса. Однако большинство владельцев небольших судов не уделяют этим устройствам должного внимания. В результате аккумуляторы заряжаются долго, возможности генератора используются не полностью, а контроль за энергопотреблением и безопасностью отсутствует
LiFePO4 аккумулятор на катере
Тяговый литиевый аккумулятор состоит из двух компонентов — аккумуляторных ячеек и электронной системы управления (BMS – battery management system). Ячейки служат источником электрической энергии, а BMS обеспечивает безопасность пользователя и заботится о состоянии аккумуляторной батареи. Система управления отслеживает ток, температуру и напряжение аккумулятора и не позволяет ячейкам работать за пределами разрешенных значений
LiFePO4 Литийжелезофосфатный аккумулятор для лодочного мотора соберём. Часть1.
В большинстве литиевых батарей BMS расположены внутри корпуса тягового аккумулятора. Связи с внешним миром устройство контроля как правило не имеет и никак не взаимодействует с другим оборудованием в электрической системе. Если BMS обнаруживает, что один из контролируемых ей параметров выходит за допустимые пределы, она без предупреждения разрывает связь с внешней цепью.
Литиевый аккумулятор и генератор
LiFePo4 аккумулятор считается заряженным на 90-95%, когда напряжение ячеек повышается до 3,6 – 3,65 Вольт. После этого источник зарядки должен отключится, перейти в режим постоянного напряжения (если велась зарядка постоянным током) или понизить его до 13,6 – 13,8 Вольт
Напряжение генератора лодочного двигателя 14,0 — 14,4 В. Регулятор генератора не может снизить это напряжение даже после того как аккумулятор зарядится до 100%. Поэтому в течении всего времени работы двигателя через литиевые ячейки будет течь ток, который постепенно нагреет их. Даже если температура элементов и не достигнет критического для BMS значения, регулярное перенапряжение постепенно уменьшит их емкость и сократит срок службы
BMS отключает аккумуляторную батарею от источника зарядки, когда напряжение ячеек достигает порогового значения. Но в данном случае напряжение отсечки платы окажется выше настройки регулятора генератора и этот вид защиты не сработает.
Помимо напряжения система управления отслеживает ток заряда и разряда аккумулятора. Суммируя этот ток, несложно вычислить количество получаемых и отдаваемых аккумулятором амперчасов, а затем и текущую заряженность аккумуляторной батареи. Как только заряженность достигнет предустановленного значения, BMS сможет отключить аккумулятор от внешней цепи и прервать зарядку. Этот способ контроля достаточно точный, но далеко не все BMS «умеют» им пользоваться.
как собрать аккумулятор для лодочного мотора LiFePO4 100Ah недорого своими руками
Ток зарядки
Проблемы не исчерпываются только тем, что напряжение литиевого аккумулятора и генератора не соответствуют друг другу. Ток, потребляемый аккумулятором может оказаться слишком большим для генератора.
Напряжение литиевого аккумулятора в течении зарядки меняется очень слабо. Заметный рост происходит только при заряженности 80-90%. Это означает, что большую часть времени аккумулятор потребляет постоянный ток, и нагрузка на генератор не уменьшается
КПД стандартного лодочного генератора 50-60%. Он превращает в тепло почти половину механической мощности, получаемой от двигателя. При напряжении 14 Вольт и токе 100 А генератор отдает потребителям 1400 Вт и столько же выделяет в окружающее пространство виде тепла. Тепло разгоняет крыльчатка, установленная на валу генератора. Чем быстрее вращается ротор, тем лучше охлаждается генератор. Но несмотря на принудительное охлаждение генератор все равно быстро нагревается
Если генератор регулярно работает при температуре 100-120 С, рано или поздно он выйдет из строя. Чтобы этого не произошло, нагрузку на генератор необходимо ограничивать, особенно на холостых оборотах, когда охлаждения недостаточно
Ограничитель тока нужен и самим аккумуляторам. Для литий-фосфатных ячеек производители указывают максимальный и рекомендуемый токи зарядки. Максимальный ток составляет 1-3 С (где С – емкость аккумулятора). Рекомендуемый для большинства элементов существенно ниже — 0,3-0,5 С. Тяговые аккумуляторы служат дольше, если зарядный ток соответствует рекомендуемому.
Ограничение нагрузки на генератор
Ток в цепи тягового аккумулятора можно ограничить при помощи реле развязки. Некоторые модели реле имеют самовосстанавливающиеся предохранители, которые выдерживают короткий всплеск нагрузки, но нагреваются, если она, превышает номинал реле дольше. С ростом температуры сопротивление предохранителей увеличивается, микроконтроллер фиксирует падение напряжения, определяет, что нагрузка возросла и разрывает цепь. После того как предохранители остынут, реле замыкается вновь.
Реле не способно изменять выходное напряжение генератора, поэтому тяговый аккумулятор останется под напряжением 14,0-14,4 Вольт в течении всего времени работы двигателя. Но реле можно разомкнуть внешним сигналом. Например, с BMS или батарейного монитора.
Однако если тяговый литиевый аккумулятор подключен к генератору напрямую, просто так разрывать цепь между ним и генератором нельзя. Буфера в виде стартового аккумулятора в этом случае нет и последствия будут такими же, как и после поворота главного переключателя в положение ВЫКЛ во время работы двигателя. Сброс нагрузки вызовет скачек напряжения, который пробьет диоды выпрямителя и выведет из стоя регулятор генератора. Избежать неприятностей можно с помощью Sterling Power APD12. Это небольшое устройство гарантирует, что в случае скачка напряжения, вызванного ослаблением контакта или обрывом цепи от аккумуляторной батареи, генератор будет полностью защищен
Дополнительная защита аккумулятора
BMS предохраняет литиевый аккумулятор от перезарядки, чрезмерного разряда и короткого замыкания. Но полагаться на одну только BMS нельзя. Тяговый аккумулятор должен иметь два уровня защиты литиевых ячеек. Первый обеспечивают устройство зарядки и оборудование подключенное к аккумулятору. Второй — плата управления аккумуляторной батареей. Для LiFePO4 аккумулятора номинальным напряжением 12,8 Вольт защита осуществляется следующим образом:
Первый уровень: Зарядное устройство повышает напряжении аккумулятора до 14,4 Вольт. Затем переключается в режим постоянного напряжения для 100% заряда аккумулятора. Продолжительность второго этапа не более 30 минут. После полной зарядки устройство снижает напряжение до 13,8 Вольт.
Устройство зарядки контролирует температуру литиевого аккумулятора с помощью датчика и уменьшает выходное напряжение, если его температура растет. Зарядка прекращается, если температура аккумуляторной батареи поднимается до 55 С. Устройство зарядки отключается и снимает с аккумулятора приложенное напряжение, как только получает сигнал неисправности от BMS. Потребители отсоединяются при напряжении аккумуляторной батареи 10,5 Вольт.
Второй уровень: BMS обнаруживает перезарядку и отключает внешнюю цепь, если напряжение одной из ячеек достигло 3,8 Вольт. Защита от переразряда срабатывает при напряжении 2,0 Вольт/элемент. Защита от перегрева при температуре 65 С
Примером востребованности многоуровневой защиты служит следующая ситуация. Статическое электричество разрушило защитную цепь аккумулятора и выходной транзистор постоянно находится в замкнутом состоянии. В нормальных условиях эксплуатации аккумулятор работает без замечаний и пользователю о неисправности неизвестно. В аварийной ситуации защита не сработает. Напряжение литиевых элементов поднимется выше безопасного уровня и тяговый аккумулятор перезарядится. Ранние признаки такой неисправности — повышение температуры и вздутие ячеек
Зарядные конвертеры
Подведем итоги. При эксплуатации литиевого аккумулятора на катере возникают следующие сложности:
Проблемы устраняет промежуточное устройство, DC-DC конвертер, предназначенный для зарядки свинцово-кислотных и литиевых тяговых аккумуляторов от источника постоянного напряжения.
В системах со стартовой и сервисной аккумуляторными батареями конвертер устанавливают между двумя группами аккумуляторов. Если генератор заряжает только тяговые аккумуляторы, то его напряжение перед подачей на конвертер предварительно стабилизируют с помощью дополнительного устройства
Источник: fisherninja.ru
Electricus.me — веду блог про электровелосипеды, строю электрические велосипеды, варю батарейки и делаю это хорошо.
Очередная Lifepo4 20ah батарейка на заказ для друга 😉
Очередная Lifepo4 20ah батарейка на заказ для друга 😉 Или Lifepo4 батарейка своими руками.
В целом все заметили, что несколько раз в году я отхожу от принципа учить ловить рыбу, а не давать выловленную рыбу.
Сегодня я расскажу как я собрал батарейку из пакетов. Технология постоянно совешнествуется, и возможно многие новые идет будут интересны широким слоям.
Итак, вначале мы сверлим одно отверстие и ставим туда болт. Я использую М3 5мм считаю что этого достаточно.
Потом я загибаю плоскогубцами края пакетов соединяя их между собой. Открою секрет, самый старый электровелосипедист просто скручивает пакеты между собой, но никому не говорит, т.к новички ржут. Я же использую оба подхода одновременно.
Я с одной стороны я параноик, с другой стороны, удобней крепить балансирные провода под винт.
Дальше следует слой изоляции от теплых полов. Она тягучая, плотная, хорошая. Как смесь сургуча и битума. Классная.
Дальше, начинаем соединять пакеты между собой. Плюс к минусу, минус к плюсу.
Продолжаем сборку батарейки, в месте каждого соединения ячеек зажимаем балансирный провод. Он облужен, на винте и еще зажат пластинами. Переживет ядерный взрыв или два.
Ячейки пытаються съехать постоянно. При каждой следующей сборку нужно ровнять. Для этого хорошо подойдет скотч.
батарейка на заказ
Корпус батарейки делается из пластика. Я использую дорогущий АБС пластик, запас которого у меня имеется. Можно достать текстолит.
Пластины приматываются таким образом, чтобы стянуть ячейки силой натяжения скотча.
На этом этапе я уже утягиваю lifepo4 аккумулятор собранный своими руками широкой лентой купленной в обычном строительном магазине.
Вот, подготовлено все для финальной сборки.
Плата управления батарейкой электровелопиеда.
Крупным планом соединение винтом.
Пример присоединения силового разъема.
Плата управления замотана в скотч между пластиковыми деталями.
Заказчик пожелал два батарейных блока, для размещения на лигераде.
Фото с подключенным балансирным разъемом. Не перепутайте какой стороной, проверяйте порядок следования ячеек. Померьте каждый хвост тестером перед сборкой.
Я использую толстый медный провод который выменял на разъемы у владельца компании эльвело.
Еще раз покажу правильную «реально» изо-ленту. Она будет получше скотча или бумажек. В случае механического повреждения в месте контакта, вероятность замыкания все равно не выше чем при повреждении в любом другом месте.
Разумеется все ячейки следует отбалансировать перед сборкой.
По факту основной инструмент сборки это ножницы.
Ячейки стоят ровно в ряду, изолированные, уже в пластиковой броне. Стянутые.
На каждый болт одеваем дополнительную изоляцию. Супер параноя в действии.
Тестируем на разряд. Отдано ровно столько, сколько нужно. Спасибо, electro-customs.com за одолженный ваттметр.
Заряжаем и отдаем участливому коллеге. Процесс сборки занял две недели по несколько часов. Представьте качество китайских батарей, которые собирают за день десятками.
Я уже не говорю о качестве самих элементов. Кстати они опять кончились внезапно, как раз в момент когда я уже собрался собрать аккумулятор на новый электровелосипед жены.
Опять Китай, опять неизвестность. Да здравствует техническое творчество и экспиременты.
Источник: electricus.me
Литий-железо-фосфатные LiFePO4 АКБ
- Город: Нижний Новгород
- бензин механика
- Имя:brook
Отправлено 16 February 2022 — 11:18 AM
Углубился в тему лифера и нашел, что есть вариант его использования в качестве стартерной батареи в машине.
Lifepo4 батареи уже пользуются большой популярностью среди рыбаков – как тяговые АКБ для электромоторов. Легкие, компактные, емкие, заряжать можно любой автомобильной зарядкой. Но с использованием в авто все упиралось в ограничения по температуре, лиферы не любят когда в них пихают заряд при минусовых температурах. Поэтому автолюбители смотрели в сторону титаната, который проигрывает по масса-габаритам, но выигрывает по температурному режиму.
И тут китайцы придумали выход! Использовать умную высокотоковую BMS. Она следит за температурой и сама отключает заряд при минусе и слишком высоких температурах, плюс осуществляет стандартный контроль за напряжением заряда.
Схему уже опробовал один продаван с Авито, у которого есть ютуб канал для продвижения, первую партию таких АКБ он уже продал, разлетелись как горячие пирожки, сейчас ждет поставки запчастей на вторую партию.
Полагаю что он использует вот такую Smart BMS (скорее всего на 200 А)
Стоит около 13 тысяч.
Сами лиферы на 100 Ач (примерно ровня емкости свинцовой батареи в Кайронах) стоят около 20 тыщ:
Есть дешевле, Литокала и Варикор, но похоже они продают Б/У батареи (не знаю где они берут их в таком количестве, но отзывов полно про б/ушки), для авто такое точно не катит, быстро умрет. Особо не искал, но попадалось, что у перекупов с авито цена примерно такая же на лиферы
В принципе можно купить и собранную, по цене не сильно отличается, с учетом, что там 160 Ач:
Но это не все, АКБ ведь надо зарядить, а он у нас в -20 будет греться под капотом полдня прежде чем пойдет заряд. Однако, можно ведь ему и помочь согреться:
Вот тут на драйве есть пример как это сделать, убрать лиферку в термокейс и поставить нагреватель. Если нагреватель встроить между банками, то прогрев будет максимально быстрым. Производитель заявляет, что за час до 8 градусов, а нам-то достаточно 0 градусов, далее пойдет заряд и батареи начнут уже сами себя прогревать за счет внутренних токов.
На Smart BMS есть блютуф и можно этот процесс с телефона контролировать, если есть сомнения, что система не справится автоматически.
Этот комплект для прогрева обойдется еще в 4 тыс.
Итого цена вопроса 37 тыщ.
Можно сравнить с титанатом, если взять 12 банок по 45 Ач, то выйдет 44 тыщи. Это голые банки без защиты от переразряда или перезаряда.
Свинцовая батарея 10 тыщ.
Поэтому я пока остаюсь на свинце, тем более, что для моего режима поездок свинец наиболее подходит.
Но за ЛайфпоЧками буду следить, ждать когда они в цене упадут.
#2 
Василий Мытищи
Василий Мытищи
- Город: Пирогово
- Интересы: Рыбалка
- дизель механика
- Имя:Василий
Отправлено 16 February 2022 — 12:25 PM
Тяговый акум для лодочного электромотора весит чуть ли не столько сколько бензиновый,при этом и скорость и дальность хода несравненно ниже.Да и остальной текст не внушает доверия.
#3 Brooka
- Город: Нижний Новгород
- бензин механика
- Имя:brook
Отправлено 16 February 2022 — 01:34 PM
Тяговый акум для лодочного электромотора весит чуть ли не столько сколько бензиновый,при этом и скорость и дальность хода несравненно ниже. Да и остальной текст не внушает доверия.
Вот представь, приехал ты на озеро с утреца, тишь, гладь, птички поют и тут ты дрынг свой бензомотор, он как заорет на всю навашинскую.
А с электромоточиком все тихо и чинно, он жужжит еле-еле. Я думаю это основная причина почему берут электро. Бензинка маломощная и дешевле, и легче, и мощи в ней поболе, но не хочется ее лишний раз заводить, когда вокруг так тихо.
Электромоторы настолько маломощные, что их на большую реку брать смысла не имеет, не справится с течением и с ветром, они для озер и заводей, задача доставить тебя от берега до центра, вряд ли больше 20 Ач тратится на это. По обзорам на 1 км пробега уходит менее 10 Ач, а 1 км это дофига для озера.
#4 Vahmurka
- Город: Moscow
- дизель автомат
- Имя:Roman
Отправлено 16 February 2022 — 02:04 PM
Свинцовая батарея 10 тыщ.
Поэтому я пока остаюсь на свинце, тем более, что для моего режима поездок свинец наиболее подходит.
Свинцовая батарея сейчас пятак. Срок службы 5-7 лет
#5 Brooka
- Город: Нижний Новгород
- бензин механика
- Имя:brook
Отправлено 16 February 2022 — 02:42 PM
Свинцовая батарея сейчас пятак. Срок службы 5-7 лет
Вот я нашел в своем городе, не убитая, не лежалая, обещали 1000 скидки, если старый АКБ сдать.
У меня 5 лет не живут АКБ, сигналка с ЖСМ, короткие поездки, ночевки под открытым небом. Условия эксплуатации жесткие, хорошо если 3 зимы выдержит без помощи пускозарядника.
#6 Василий Мытищи
Василий Мытищи
- Город: Пирогово
- Интересы: Рыбалка
- дизель механика
- Имя:Василий
Отправлено 16 February 2022 — 05:30 PM
Вот представь,приехал ты на озеро,ну там лодку собрал,накачал,спустил на воду,потом корячась попер тяжеленный акум.Тут не до птичек,грыжу бы не заработать.А что бы не орал,бензомотор,купи нормальный Хонда там,Тоха та же,ну и руки не из задницы,за ними тоже следить нужно.Тогда и моторчик шептать будет,особенно тот что 2.5 или 5 лошадей.Экология гришь,ну так и в том химии как грязи,заряжать еще надо,потом утилизировать.А тут 4 тактничек,по минимуму.Опять же родители,так и остались в заводи,ветер же,хрен электро вывезет.Жаль их,раз дети так о них заботятся.А птичек,ну так вроде на рыбалку приехали,птичек можно без лодки и мотора слушать,сидя в хорошем кресле—качалке.
#7 Brooka
- Город: Нижний Новгород
- бензин механика
- Имя:brook
Отправлено 16 February 2022 — 05:59 PM
На вкус и цвет все фломастеры разные.
Источник: kyron-clan.ru