Bivalni akumulator

Jaz nisem po izobrazbi niti približno v kakšni elektriki, čeprav se je zadnja leta precej učim. Malo zaradi sebe, ker rabim vse skupaj pri kombiju, malo zaradi službe, tam sem bolj pri dvosmernih 220V napetostih… No in če govorimo tukaj o 12V enosmerni napetosti…. Jaz sem bolj vizualni tip. Težko si je predstavljati volte, ampere, vate in amperure… Zato pri vsem tem uporabljam bolj vizualno verzijo in vse pretvarjam na način, ki sem ga nekoč zasledil na spletu. Sicer je to zelo poenostavljeno, ampak za predstavo, kako približno to deluje, je v redu. Pa dajmo pravljico napisat… Aha, pa elektičarje prosim, da se ne zgražajo….

Na vrtu, ki ga je treba redno zalivati imaš 200 litrski sod. Sod je na betonskih blokih in je od tal dvignjen za en meter. V hribu poleg vrta je en izvirček vode, od koder si potegnil cevko, da se voda počasi nateka v sod. Na spodnji strani soda imaš pipico in na pipici cev s katero potem zalivaš tisto solato. Sod je na robu vrta – na tisti strani kjer je solata. Na drugi strani vrta, od soda malo bolj oddaljeno, imaš zelje. Tudi tega je potrebno zaliti. Ko si ti v službi, se voda počasi nateka v sod in se le ta polni. In zdaj, ko prideš iz službe, odpreš pipico in lepo zaliješ solato – za to ni potrebno odpreti pipice do konca, ker je curek dovolj močan, da zaliješ to endivijo. Ko pa želiš zaliti zelje, pipico odpreš na ful in pod istim pritiskom teče več vode v zalivalnik s katerim potem zalivaš zelje.

Še enkrat preberi zgodbico, potem pa gremo na elektriko. Ni težko ugotoviti, da je ta tvoj sod akumulator. Cevka iz izvira je polnilec, cev za zalivanje je porabnik (lučka, hladilnik ipd…).

NAPETOST:

Ker za to vodo ni nekih dodatnih črpalk je v ceveh ves čas nek, dajmo rečt bolj ali manj enakomeren pritisk, ki ni ne vem kako visok. Ves ta pritisk je napetost. Merimo jo v voltih in v avtu je ta napetost 12V. Že res, da med polnjenjem in praznjenjem niha od komaj še uporabnih 10,5 do polnilnih 14 ali več. To nihanje je dejansko 30 procentno, ampak naprave v vozilu so temu prilagojene. Dajmo se držat vrednosti 12. V obeh ceveh na vrtu in v sodu je pritisk na vrednosti 12 – tako kot v avtu – vse se vrti na vrednosti 12V.

TOK:

Ker je izvirek dokaj stabilen po cevki voda ves čas teče enakomerno – pa si izmislimo da v eni uri steče v sod 4 litre vode. To, koliko vode se je steklo se imenuje tok in se meri v amperih. Če se vrnemo na elektriko, se tale akumulator (sod) polni s tokom 4A (4 ampere). Torej se bo steklo noter v eni uri 4 litre ali ampere, odvisno, v katerem delu zgodbe si. Če je sod 200 litrski je enostavno izračunati, da se bo, popolnoma prazen, polnil 50 ur. Ko ti zalivaš solato, pipico odpreš samo na četrtino in voda pod enakim pritiskom teče počasi – 4 litre na uro. V avtu si torej prižgal lučko, ki porabi malo, recimo 4 ampere. Sedaj imamo situacijo, ko voda priteka v sod in iz njega enakomerno, kar pomeni da se sod niti prazni, niti polni. Če se izvirek posuši (izklopi polnilec), se bo sod začel praznit. Počasi, s štirimi litri na uro…. Ko pa želiš vodo za zelje naliti v zalivalnik (prižgeš hladilnik v avtu) odpreš pipico na sodu do konca in sedaj teče iz soda še vedno pod istim pritiskom (napetost) ampak bolj hitro – povečal se je tok. Torej se bo sod hitreje praznil, kot se na drugi strani polni. In slej ko prej bo prazen.

KAPACITETA:

Sod je 200 litrski in vanj lahko narediš zaloge za 200 litrov vode. Pri akumulatorju se ta zaloga imenuje amper ura (Ah). Sicer gre za obrnjeno logiko pa vendar – primer s sodom: 200Ah akumulator ima zaloge za 200 ur, če porabljamo po en amper na uro. Ker so pa v sodu usedline, ga ne smeš nikoli izprazniti do konca, ampak le do polovice. Če bi ga izpraznil do konca potegne usedline in s tem naredimo več škode kot koristi. Tako je tudi pri akumulatorjih. Če ima naš navaden SVINČENI akumulator v našem primeru 200Ah, je dejansko uporabnih le nekih 30 do 40 procentov. Torej lahko iz tega soda porabimo približno 80 litrov vode, če ga praznimo bolj se prične kvariti. Zato je prednost AGM in GEL akumulatorjev na mestu, saj jih lahko praznimo na 20 do 30 procentov, kar pomeni da porabimo iz istega soda kar 150 litrov vode. Je pa res, da pa niso sposobni dajati veliko toka naenkrat, kar pač svinčeni zmorejo – recimo zagon motorja ipd… Pa tukaj še to. Pri akujih je morda razlika v tem, da bolj kot je aku poln, manj toka potrebuje in ko se napolni ne sprejme več vode. Pri sodu bi se voda polila čez…. To je tisto, ko če je aku prazen do konca je sposoben sprejeti veliko toka (recimo med obema akujema, ko rele sklene povezavo), čez čas je pa ta tok minimalen…

MOČ:

Koliko vode bomo mi natočili in v kakšnem času – tukaj govorimo o moči, v elektriki so to watti (vati). Torej – če želimo natočiti več vode moramo – ali točiti z večjim pritiskom, ali z večjim tokom. Moč se enostavno izračuna s formulo napetost x tok. Oziroma po matematični formuli z deljenjem komponent. Če je naš hladilnik moči 60 vatov to pomeni, da 60 delimo z 12 (konstantna napetost) ugotovimo, da rabimo tok 5A. Oziroma drugače, če naša lučka pri 12V jemlje tok 2A je njena moč… koliko?? Izračunaj. Ni tako zakomplicirano a? Je pa res… moč določajo porabniki in ne vir. Torej moč ni odvisna od akumulatorja ampak od hladilnika, lučke – pač jemlje iz soda kolikor rabi, če ne dobi dovolj, ne dela. So easy as that…

Če vse res poenostavimo in malo premislimo, je vsa poanta v tem, koliko vode dolivamo (polnimo aku), koliko je porabimo (porabniki) in koliko zaloge imamo (kapaciteta aku). Sedaj je možno računanje v vse smeri.

To je res poenostavljeno, ampak drugače si jaz elektrike ne znam vizualizirat…. Je pa res, da je tukaj zelo poenostavljeno. Treba je tudi kakšno izgubo upoštevat, pa stanje cevi, ali so gladke ali hrapave (kondicija kablov), pa dimenzije cevi (debelina kablov)… Ampak – na grobo je to tako.

AKUMULATORJI:

Tukaj pripenjam zapis uporabnika @John iz foruma VWcampers.si, ki se ga splača prebrati:

"Akumulator je dokaj "živa" zadeva (kemija). Različno se obnaša v mrazu ali v vročini, različno, če je "zaspan" (se pravi, da dolgo časa ni bil v rabi), drugače, če je utrujen...

Zato je treba z akumulatorjem navezati en pristen - prijateljski odnos, da ti bo dobro služil.

Zavedati se moramo tehle dejstev:

Osnovni princip polnjenja Pb akumulatorjev:

Vsak svinčen aku bo čisto zadovoljen, če mu na sponke pritisneš 14,0 - 14,8V (za šnel polnjenje tudi 15V dobro prenese). Ta napetost lahko ostane pritisnjena na akumulator en do dva dni, kar je več je že preveč. Če pa nimaš toliko časa, bo pa 5 - 10 ur čisto dovolj. Akumulator ima neko svojo napetost, ki je v največji meri odvisna od napolnjenosti. Razlika med napetostjo polnilca in napetostjho akumulatorja, pa pri polnjenju prične poganjati tok skozi akumulator. Ta tok je odvisen tudi od notranje upornosti akumulatorja. Večji in boljši imajo manjšo notranjo upornost, manjši in slabši pa večjo. To pomeni, da bo zelo prazen in močan aku (z veliko kapaciteto), v začetku polnjenja potegnl velik tok iz polnilca (ali pa iz alternatorja). V naših primerih (okoli 100Ah), ta tok v prvih 10 minutah doseže vrednosti cca. 20A. Ponavadi se polnilec (ali alternator) pri takem bremenu tudi malo sesede. Bolj, kot se akumulator polni, bolj se mu dviga lastna napetost, napetostna razlika do napetosti polnilca se manjša in tok počasi pada. Torej, glavno delo je opravljeno v prvih petih urah (v povprečju se prazen aku tedaj napolni na nekih 75% kapacitete). Vse ostalo (naslednjih 10 - 20 ur), je le še zvrhanje napolnjenosti. Upam se celo trditi, da se v tem času akumulator bolj uničuje, kot v začetnem delu polnjenja. Idealno je torej aku uporabljati med 30 in 75% kapacitete.

Gremo dalje: Hkratna (paralelna) vezava dveh akumulatorjev na polnilec:

Venomer poslušamo, kako ni dobro paralelno vezati dveh akumulatorjev, če nista popolnoma enaka. To je že res, ker se bo nekaj izgubne energije precedilo iz enega akumulatorja v drugega. Sam mislim, da za krajši čas tudi to ni problem, če sta le oba akumulatorja dobra in približno enako napolnjena.

Še manj problematična je vezava dveh akumulatorjev na polnilec ali alternator. Če je vir dober (da se ne seseda), tedaj akumulatorja sploh ne bosta vedela eden za drugega. Vsak aku čuti samo polnilec. Če pa se polnilec (ali alternator) preveč seseda (npr. zaradi premajhne moči), bo pa več polnilne energije "pokasiral" bolj prazen aku.

Po mojih izkušnjah je bolje najprej napolniti en aku, nato pa drugega, seveda, če imamo čas. Če želimo popolnoma prazen bivalni aku napolniti, se moramo torej voziti vsaj 5 ur.... neglede, kako močan alternator imamo.

Najpogostejši vzrok pokvarjenih akumulatorjev je v prevelikem izpraznjenju, ali pa pri predolgem, pretiranem polnjenju. Pri dolgi neuporabi, lahko že ena ledica, ali pa "uštekan" polnilec telefona, izprazni aku, ali pa ga s stalnim majhnim tokom popolnoma izčrpa. Problem nastopi tudi, če imaš avto stalno priklopljen na štrom in vklopljen kakšen porabnik. Če aku ni za Stand-by uporabo, ga bo polnilec s stalnim vklapljanjem in izklapljanjem hitro "posušil".

No, pri moči alternatorja pa je takole: Važno je, da pokrije vse električne porabnike (cca. od oka 25A za T3), pa da ostane že kakih 20A za polnjenje praznega akumulatorja, je vrh glave dovolj. Problem je ponavadi v tem, da stari alternatorji niso prešvoh, ampak imajo slabe kontaktne upornosti, oksidirane priključke, slabe kable... Prvo je treba to premeriti, potem šele iskati močnejši alternator.

Predvsem je teba paziti, da novega akumulatorja ne spraznimo pod (bom kar na pamet usekal), kakih 10,8V. Pa to niti ni tako hudo, če je le za kratek čas (par ur). Dosti slabše je, če z zelo majhnim bremenom aku zelo počasi prazniš in ga en teden držiš na 11,5V. Dobro je, če ima hladilnik varnostni izklop, ki prepreči pregloboko izpraznenje akumulatorja.

Z zgoraj omenjenimi malimi bremeni (par ledic, alarm, kak displej od termometra), pa da se tri tedne nikamor ne pelješ, pa mraz, ali pretirana vročina, pa je aku fuč. No, če ne čisto fuč, mu vsaj kapaciteta pade za določen procent. Pa to parkrat ponoviš, procenti se seštevajo (so nas učili), pa je konec.

Tudi sam sem tako uničil marsikateri aku. Sedaj pa prakticiram takole: ko pridem domov nafilam vse bivalne akumulatorje (enega za drugim). Nato pa vse dodatne akumulatorje odklopim od bivalnega dela, da počivajo do naslednjega vikenda. Ta čas pa polnilec deluje le kot napajalnik bivalnega dela. Tudi, ko kaj delam v avtu, ko dela radio, luči, termostatika za ogrevanje, par ventilatorjev za razpihovanje zraka...., vse to laufa le na omrežni napajalnik, akumulatorji počivajo. Isto naredim tudi, če sem dlje časa v kampu - na štromu.

Pa še par dejstev o obnašanju svinčenih akumulatorjev:

Če imaš na razpolago več kot en aku za bivalni del, je idealno na par ur preklapljat breme med akumulatorji. Na tak način (ko mu daš čas za počitek, da se malo opomore), dobiš tudi do 30% boljše rezultate (v smislu skupne kapacitete), kot če najprej enega izcuzaš do konca, pa nato drugega....

En pregovor pravi: "Ženske je treba tepst! Če ti ne veš zakaj, ona bo že vedla."

Včasih imam občutek, da imajo Pb akumulatorji v sebi nekaj ženskih genov. Namreč, od časa do časa jim paše, če jih malo bolj na trdo primeš. Se pravi, da jih močno obremeniš in polniš z velikim tokom (na 15V). Na takih principih delujejo tudi "vsemogočni" sodobni hitri polnilci (ECS), ki impulzno polnijo z velikimi tokovi - z napetostmi tudi preko 16V, pa nato pustijo akumulatorju, da malo predahne, pa ga na hitro malo izpraznijo, pa zopet polnijo...

Pa še to glede polnjenja:

90A alternator pomeni, da je to maksimalni tok, ki ga alternator še zmore poganjati, pa da mu pri tem napetost na sponkah ne pade pod neko razumno mero.

90Ah akumulator pomeni, da je akumulator zmožen poganjati tok 10A v času 9 ur, ali pa... V praksi je seveda malo drugače.

Če bi akumulator res lahko polnil z 90A, bi res zadostovalo 1 ura polnjenja. Ampak, če bi hotel, da v aku teče 90A, bi moral nanj priključiti vsaj 30V, ali celo več. Pa niti ne poskušaj tega, ker se bo aku elektrolit hitro razgradil in tudi pri 50V vanj nebi teklo nič več. Da ne omenjam nevarnosti eksplozije....

Kot rečeno že v prejšnjih postih, na aku lahko priključimo največ napetost 2,5V po celici, kar znese za 12V akumulator cca.15V. Pri taki napetosti bo v res prazen aku steklo morda tudi do 20A, po parih minutah pa tok hitro pade in znaša v normalnih pogojih le cca 5 - 10A. Po 5 urah le še 2,5A. govorim na pamet, ker se vsak akumulator drugače obnaša.

Torej, nakup super duper močnega polnilca (50A), se izplača le v prvih minutah, kasneje bo pa filal skoraj enako, kot švohcan 3A polnilec. V primeru, da polnilec uporabiš tudi kot Stand-by napajalnik, je pa le fino, da ima čimvečjo moč, da pokrije vse porabnike.

Bo torej kar treba vsaj 5 ur vožnje, da nafilaš prazen aku na polovico in naslednjih 20 ur, da ga nafilaš do konca.

Pri dobrem polnilcu je vseeno tudi, če istočasno polniš obe bateriji - saj to delamo tudi med vožnjo. Najbolj važno je, da polnilec ne prefila ene, ali pa kar obeh baterij. Pa praviloma, voznega - štartnega akumulatorja sploh nebi rabil filat, le morda v izjemnih primerih. "

Glede teorije bo kar dovolj.

Moja izkušnja:

Bivalni akumulator sem delal po shemi, ki kroži po mnogih forumih in je objavljena spodaj. Akumulatorja sem povezal po malo debelejšem kablu od morda pričakovanega. Kakorkoli je že, kabel »teče« po podvozju izpod enega prednjega sedeža do drugega in to ravno nad rezervoarjem z bencinom. Resnično si ne želim, da se kabel greje, četudi zaradi predimenzioniranja zgubim kak volt (in tudi ga). Na klemah zagonskega akumulatorja imam 13.9V, na klemah bivalnega pa 13.8V – izguba 0.1V - zanemarljivo. Že res, da sem kabel dal tudi v plastično ognjevarno gibljivo cev, vseeno je vsaj občutek boljši. Na kablu je varovalka 30A in rele ki naj bi prenesel 70A. Sklepam, da je to dovolj in da vseeno ne bo tekel tak tok, da bi bila povezava preobremenjena – sploh v primeru velike razlike v napolnjenosti, ko teče največji tok. Ko je vse polno je itak skoraj vsak kabel dober. Rele krmili signal iz D+ kontakta na alternatorju – kabel sem potegnil kar na novo, od zadaj naprej, ko sem že ravno šaril tam okoli... Pod vozniškim sedežem za razliko od kamperjev nisem imel ničesar pripravljenega, tako, da je bilo treba vrtat za kabel, za nosilec za pritrditev akumulatorja, za maso. Sedaj bom iz plus kleme na bivalnem akumulatorju potegnil kabel še do nekega univerzalnega ohišja za varovalke, od tam pa do vsakega posameznega porabnika – hladilnik, vebasto, lučke in ena 12V vtičnica zadaj.

shema:

kabel v plastiki

nosilec za pritrditev akuja

ohišje….

namensko najšibkejši člen instalacije

Dejstva in nasveti, ogromno povzeto po uporabniku @mondxxi iz foruma VWcampers.si:

Glede kapacitete akumulatorjev:

Računaj da navaden avto aku lahko brez škode sprazniš na 70-75%, torej če imaš 62Ah aku, pomeni da iz njega lahko povlečeš največ 30%, kar znese 18,6Ah, če je pa star pa še manj.

Enakih dimenzij in malo večja teža pride gel ali AGM, ki ga lahko globoko prazniš, torej recimo če je enak 62Ah gel sprazniš na 20% torej ven dobiš 80% skoraj 50Ah pri čemer Gel ne mara temperatur pod 0 stopinj celzija. AGM lahko varno prezniš na recimo 35-40%, kar pomeni da ven dobiš 60% ali 37Ah, ni pa toliko občutljiv na mraz (pa mal cenejši je od gela).

Če pogledava še enkrat v tabeli:

Kislinski 62Ah=18,6Ah

AGM 62Ah=37,2Ah

Gel 62Ah=49,6Ah

Zakaj sem se toliko razpisal o akumulatorjih? Zato, ker bo bolje, da za svojo prvo naložbo poskrbiš za velik sod in ne za veliko pipo iz katere bo teklo v sod (polnilec). Izgube pokriješ lahko tudi tako, da kresneš motor za kakšnih par minut.

Kaj se zgodi, če med polnjenjem akumulatorja preko polnilca 220V v kampu vžgemo avto:

Situacija, polnilnik vključen v 240 VAC, spojen z akumulatorjem in ti vžgeš motor. Rele, ki ga boš vgradil med motorni in bivalni akumulator sklene oba akumulatorja, ko dobi alternator dovolj obratov oziroma dovolj visoko napetost.

Od tukaj naprej sta dve možnosti:

A:Bivalni akumulator je precej prazen

B:Bivalni akumulator je poln

A.

Ko bo alternator začel polnit bivalni akumulator mu bo napetost začela naraščat in paralelno priključen polnilnik bo ob dovolj veliki napetosti (14,X V) prešel v način vzdrževanja (dopolnjeval bo akumulator z majhnim tokom do dovoljene napetosti).

B. Polnilnik je že v načinu vzdrževanja in niti ne bo opazil, da je dodatno vključen alternator, saj tudi on ne bo filal polnega akumulatorja.

Torej pod črto, zgodilo se ne bo nič posebnega... Lahko celo dodaš 12V rele, ki avtomatsko izklopi 240VAC takoj ko daš kontakt.

Vezava linije od bivalnega akumualtorja do škatlice z varovalkami bivalnega dela:

Iz bivalnega akuja bom potegnil linijo na škatlico z varovalkami, od tam pa vsak porabnik dobi svojo varovalko (vebasto, hladilnik, lučka, pumpa za vodo, vtičnica 12v). Sedaj pa sem malo v dvomih, kako bi bilo bolj pravilno narediti tole plus linijo med akujem in varovalkami. Ali da se razcepi na šest linij ali pa da grem na prvo varovalko, od nje na drugo in tako do konca. Seveda bi pri desni varianti dal močnejše porabnike najprej, šibkejše kasneje. Pa še to - ni mi čisto jasno, kako naj v primeru prve variante naredim tale razcep - ali lotam šest žic na eno malo debelejšo al kako... Morda imaš kakšno bolj elegantno rešitev. V primeru desne variante bi dajal kabel čevlje....

Pa še to - ali je žica 1,5 mm2 za nekih 10 amperov dovolj? Gre za novo linijo, ki jo bom vlekel iz motornega akuja do relejev in tam na prednje luči. In od akuja prek varovalke bi ena žica 1,5 mm2 šla na rele za kratke, od releja pa potem vsaka na svojo žarnico. Isto bi ponovil za dolge in za meglenke. Torej tri linije, tri varovalke (vsaka svojo). Releje bi krmilil kar z obstoječo original instalacijo pri žarnicah spredaj. Releje mislim dat nekje spredaj za masko. Kaj porečeš?

Kabel med plus klemo bivalnega akuja in škatlico z varovalkami bo tam, maksimalno 30 cm. Je vse kar na kupu, pod sedežem.

odgovor @modxxi:

Ok, najprej bivalni del. Od akumulatorja do škatle z varovalkami daj tisti kos kabla 2.5mm2 (max 50cm) pripelji tako kot je opisano po drugi varianti v prejšnjem sporočilu na škatlico z varovalkami VENDAR NE NA ROB ampak NA SREDINO škatlice. Od tam lahko naprej razvejaš z 2,5mm2. Če imaš klešče za stiskat kabelčevelčke jih stiskaj. Lahko jih potem ko so stisnjeni (dobro stisnjeni) tudi zalotaš in zapreš z trmoskrčljivo cevko (s tm se znebiš v veliki meri vdora vlage v sam kabel).NE SMEŠ pa najprej zalotati žice na čveljček in potem stiskati, oziroma zalotati slabo stisnjen čeveljček, ker bo ob večjem toku lahko prišlo do gretja slabega spoja čeprav je zalotan se hitro zgodi da je temperatura blizu tališča CINa, kar hitro privede do razmiganja spoja in še več gretja.. sledi pa lahko požar.

- se nadaljuje -...........................