Опыт использования автомобильных АКБ с UPS / Хабр

Мысли использовать автомобильные АКБ с UPS бродят по просторам интернета очень давно. Плюсы очевидны — стоимость ампер*часа автомобильных АКБ на порядок ниже, чем у родных АКБ для UPS. Многие даже успешно подключили. Я же только обобщил опыт из разных источников.

Предпосылки

Старый UPS на 1400 вольт*ампер у меня валялся уже очень давно. Необходимость использования его в квартире уже пропала, АКБ в нем безвозвратно умерли. Вспомнил о нем я в феврале 2020 года, когда в честь пандемии переехал в деревню и стал работать удаленно. Если в квартире в Москве на моей памяти самое длительное отключение электроэнергии было минут на пять, то в деревне с завидной регулярностью можно остаться без электричества часа на четыре. Как раз перед этим АКБ на личном автомобиле пришёл срок замены — не смог завестись на морозе. 8 лет для АКБ — хороший срок. Поэтому просто купил пару новых (у меня под капотом два АКБ) и поменял.

В результате у меня был UPS, пара полудохлых автомобильных АКБ по 69 ампер*часов, убить которые было совершенно не жалко, и желание их подружить.

Ограничения

Прежде чем приступать к подключению автомобильных АКБ к UPS нужно учесть следующее:

• Подавляющее большинство UPS не расчитано на долговременную работу инвертора при полной нагрузке. Обычно — минут 5. При более продолжительном времени система охлаждения просто не справится, инвертор перегреется и безвозвратно выйдет из строя. Мой UPS перестал заметно греться только при нагрузке ниже 30% от номинальной.

• Автомобильные АКБ не любят глубокого разряда. Известны случаи, что буквально после двух-трех разрядов АКБ до 20% емкости он выходил из строя. В моем UPS регулировку момента отключения, предохраняющую АКБ от глубокого разряда, я не нашел. Поэтому приходится контролировать это вручную.

• Длина проводов к автомобильным АКБ получается в несколько раз большей, чем к внутренним АКБ. Поэтому, для уменьшения потерь, при подключении автомобильных АКБ следует использовать провод с существенно большим сечением. Я использовал провод с сечением 16 мм^2.

• Для того, чтобы использовать старые полудохлые АКБ их сначала надо реанимировать. Об этом подробней ниже.

Подготовка

Прежде чем подключать АКБ следует их проверить, обслужить и зарядить. В случае использования новых заряженных АКБ из магазина этот пункт можно пропустить.

В моем же случае были разряженные полудохлые АКБ. Сначала проверил уровень электролита. Если бы хоть в одной банке он оказался ниже минимальной отметки, то потребовалось бы долить дистиллированной воды до минимальной отметки. Затем зарядил АКБ в течении суток малым током (4А) от автомобильного ЗУ. После зарядки замерил плотность электролита по банкам. Получилось:

• Первый АКБ: 1,21; 1,29; 1,29; 1,29; 1,28; 1,22

• Второй АКБ: 1,06; 1,30; 1,30; 1,02; 1,30; 1,21

Нормальная плотность электролита в заряженном АКБ должна быть 1,27. Отсюда делаем вывод, что две банки в первом АКБ и три во втором требуют десульфатации. На этом этапе доливаем только дистиллированную воду. 2 подключил автомобильные АКБ к UPS. На период десульфатации ток разряда АКБ не должен быть больше 4-5А. Так как у меня два АКБ последовательно, то нагрузил UPS только 100 Вт. Это будет нагрузка для десульфатации.

В любом случае, на начальном этапе нужно внимательно следить за температурой UPS. В моем случае нагрузка была меньше 10% от номинальной и никакого нагрева не происходило. При более слабом UPS перегрев инвертора при длительной работе вполне реален. Так что пока не определите при какой нагрузке перегрева точно не происходит, не оставляйте конструкцию без присмотра во включенном состоянии.

Автомобильные АКБ не любят напряжения заряда свыше 14 вольт. В моем UPS я нашел подстроечник, которым выставил максимальное напряжения заряда в 26,6 вольт (два АКБ последовательно). Именно при таком напряжении максимальное напряжение на одном АКБ у меня стало не выше 13,8 вольт. Уж слишком разное у них было изначально состояние.

Десульфатация АКБ

Начну с того, что не могу утверждать, что способ, примененный мной, самый оптимальный и правильный. Однако он дал результат с минимумом трудозатрат. Альтернативные способы в комментариях только приветствуются. Надеюсь, они будут лучше моего.

Десульфатацию я произодил следующей последовательностью:

1. Полностью заряжаю АКБ в UPS. Так как мой UPS изначально был расчитан на АКБ 7-12 ампер*часов, то ток зарядки в нем не превышал 2 ампер. Это важно. Зарядку при десульфатации следует производить током 1-2 ампера. Не выше.

2. Выключаю полностью UPS и позволяю АКБ просто постоять в течении 8 часов.

3. Произвожу контроль плотности и уровня электролита в банках. Если плотность электролита в банке стала выше 1,27 то следует долить в банку дистиллированную воду, но не выше максимального уровня. Если в какой-то банке уровень электролита ниже минимальной отметки — тоже доливаем дистиллированную воду до минимальной отметки.

4. Опять полностью заряжаю АКБ в UPS.

5. Отключаю сеть от UPS, заставляя разряжаться АКБ на нагрузку 100 Вт. Как было сказано выше, ток разряда АКБ не должен быть больше 4-5А.

6. Как только напряжение на любом из АКБ падает ниже 9 вольт, опять подаю сетевое питание на UPS и переходим к пункту 1.

После нескольких (6-7) циклов десульфатации выяснилось, что во всех банках кроме одной, плотность электролита стала 1,26-1,28. Одна банка принципиально отказалась десульфатироваться и плотность там сохранилась 1.02.

В большинстве умных статей категорически не рекомендуют добавлять концентрат электролита в таких случаях. Но из всех правил есть исключения. Дело в том, что десульфатация происходит только тех кристаллов (белого налета), который на пластинах АКБ. Если же кристалл вырос до такого размера, что он просто отвалился от пластины и лежит теперь на дне банке, то никаким зарядом-разрядом на этот кристалл уже не повлиять.

Поэтому, только убедившись, что циклы десульфатации на банку не повлияли, я отсосал сколько мог оттуда электролита и долил концентрата, доведя плотность до 1,10. После еще трех циклов плотность в этой банке повысилась аж до 1,20. Финальным отсасыванием и доливкой я довел плотность до 1,25. Сейчас, через год, плотность в этой банке 1,27, что я считаю совершенно нормальным.

Результат

Через год после вышеописанного колхоза, UPS на убитых автомобильных АКБ держит нагрузку в 120 Вт (пик до 180 Вт) в течении пяти-шести часов. Да, это меньше половины емкости новых, но для АКБ, которым альтернативная дорога была только в пункт приема цветных металлов — это, IMHO, очень хороший результат.

Можно ли использовать автомобильный аккумулятор для ИБП переменного тока?

5 марта 2021

Некоторые пользователи считают, что для обеспечения автономной работы газового котла или другой техники к ИБП вполне можно подключить автомобильный аккумулятор. По их мнению, это гораздо дешевле и практичнее, чем использование специализированных батарей для ИБП. Однако производители ИБП категорически не рекомендуют так поступать.

В нашей статье мы подробно расскажем об особенностях автомобильных АКБ и специализированных батарей для ИБП и ответим на вопрос, почему лучше не подключать автомобильные аккумуляторы к ИБП.

Содержание

Особенности автомобильных аккумуляторов

Автомобильные аккумуляторы являются свинцово-кислотными аккумуляторами стартерного типа с напряжением в основном 12,7 В. Они предназначены для кратковременной работы в автомобильных системах зажигания (запуска мотора транспортного средства) и освещения. Их основная задача – кратковременная подача на стартер большого пускового тока – от 250 до 1000 А. При этом такие аккумуляторы не рассчитаны на длительную отдачу тока, так как быстро разряжаются. Зарядка же автомобильного аккумулятора выполняется в «равном» режиме: во время работы генератора автомобиля.

Внутри корпуса автомобильного аккумулятора размещено шесть блоков (банок) по 2 В, в которых установлены свинцовые пластины (электроды) и залит жидкий электролит (серная кислота), который не поддерживает процесс рекомбинации, что создает пожароопасность и требует организации хорошей вентиляции. Поэтому такие батареи не предназначены для установки в помещении.

В зависимости от типа автомобиля (легковой/грузовой) можно встретить аккумуляторы от 40 Ач, однако самые распространенные из них имеют емкость 55-65 Aч. Чем больше их емкость, тем мощнее пусковой ток они могут выдать.

Особенности специализированных аккумуляторов для ИБП

Специализированные аккумуляторы для ИБП представляют собой герметичные свинцово-кислотные (наиболее распространенный тип) тяговые аккумуляторы с номинальным напряжением 12 В (однако напряжение полностью заряженной AGM батареи составляет 13,5-14 В). Они предназначены для непрерывной дозированной отдачи электроэнергии. Батарея ИБП по сравнению с автомобильным аккумулятором рассчитана на отдачу тока различной величины от 5 минут до нескольких часов, что позволяет автономно питать электрические приборы различной мощности. При этом аккумуляторы ИБП рассчитаны на зарядку постоянным стабильным током.

Что касается электролита, то в основном в специализированных батареях для ИБП применяется гелеобразный абсорбент (технология GEL) или пропитанное электролитом специальное пористое стекловолокно (технология AGM).

Данные аккумуляторы считаются наиболее безопасными для применения и практически не выделяют газ во время работы. Технология AGM позволяет рекомбинировать до 99% выделяемого батареями газа.

Емкость аккумуляторных батарей, в зависимости от модели, может быть от 1 Ач. Данный параметр будет влиять на продолжительность функционирования ИБП в автономном режиме: чем больше емкость, тем больше будет работать нагрузка в период отключения электричества.

Об основных типах аккумуляторных батарей, которые применяются для ИБП можно узнать подробнее в нашей статье «Аккумуляторы для ИБП: основные типы».

Проблемы совместной работы ИБП с автомобильными аккумуляторами

Каждая модель ИБП рассчитана на подключение аккумуляторных батарей с определенным напряжением и емкостью. Установка автомобильных аккумуляторов, имеющих иные характеристики, может вызвать ряд проблем при совместной работе с ИБП. Опишем основные из них.

Несоответствующий ток заряда

Модели ИБП имеют встроенные зарядные устройства различной мощности, которые рассчитаны на конкретный вид аккумулятора. Как правило, ток их заряда составляет от 1 А (в моделях со встроенными батареями) до 6 А (в моделях с возможностью подключения внешних аккумуляторов), что вполне достаточно для работы ИБП в автономном режиме. Время заряда батареи напрямую зависит от значения тока заряда.

Установка стандартного автомобильного аккумулятора, например, емкостью 60 Ач, потребует более высокого тока для его заряда (от 6 А и выше), что может превысить максимальный ток зарядного устройства ИБП. Слабый ток не сможет зарядить такой аккумулятор: заряд будет происходить длительное время (до нескольких суток), из-за чего аккумулятор не будет до конца заряжаться, что в скором времени приведет к уменьшению его емкости. Кроме того, вследствие длительного цикла заряда электролит автомобильной батареи может закипеть или расслоиться, а пластины быстро разрушиться. Нарушение режима работы в итоге приведет и к повреждению самого ИБП.

Некорректная работа индикации

В ИБП заложена информация об определенной емкости аккумуляторных батарей, с которыми функционирует устройство, и их разряде. Установка в схему его работы автомобильной батареи может привести к некорректному расчету их разряда и, соответственно, неверной индикации. Дело в том, что автомобильные батареи не являются тяговыми, поэтому их производитель не указывает и не испытывает длительные разряды. Например, время разряда батареи AGM емкостью 100 Ач ИБП рассчитает правильно, а у автомобильного аккумулятора такой показатель может быть неточным. Более того, у батарей AGM есть такие емкости, которых не бывают у автомобильных аккумуляторов, например, 1 Ач и 7 Ач, или, наоборот, 1000 и 3000 Ач у стартерных батарей, которых нет у аккумуляторов ИБП.

Отсутствие циклов заряда-разряда

Аккумуляторные батареи ИБП рассчитаны на длительную работу и свободно выдерживают 200-300 циклов заряда-разряда (данный показатель определяет, сколько раз можно полностью зарядить и разрядить батарею). Автомобильный аккумулятор такого параметра не имеет, и уже после первого разряда его качество работы может сильно измениться в худшую сторону.

Хоть многие модели ИБП и имеют защиту от «глубокого» разряда батарей, которая отключает устройство при их разрядке на 85%, все же электроника изделия рассчитана на управление только штатными аккумуляторами, поэтому при установке автомобильных моделей данная защита может работать некорректно.

Низкий срок службы

Автомобильный аккумулятор имеет малый срок службы (примерно 6 лет, и то при условии, что его не будут разряжать циклами с длительным разрядом) по сравнению с аккумуляторами ИБП. Например, аккумуляторные батареи линейки Long Life, предлагаемые ГК «Штиль» для ИБП, имеют срок службы до 12 лет. Но, безусловно, длительность работы будет зависеть от соблюдения требований к их эксплуатации. При использовании с ИБП срок службы стартерного автомобильного аккумулятора существенно сократится в силу различия в конструкции аккумуляторных банок.

Пожароопасность

Как было сказано выше, автомобильные аккумуляторы не предназначены для использования в жилых помещениях. Это происходит по двум основным причинам:

1. Выделение водорода – естественный процесс работы, который происходит внутри автомобильного аккумулятора во время его заряда. Но, так как изделия устанавливаются внутри автомобиля, выделяемый ими водород, нигде не накапливаясь, свободно рассеивается во внешнее пространство через пропускные отверстия на их корпусе, не представляя никакой опасности для пользователей.

   Если же автомобильные аккумуляторные батареи устанавливать внутри жилого помещения или любого закрытого пространства (например, в гараже или подсобном помещении), то в нем будет скапливаться опасный газ, создавая пожароопасную ситуацию: любая искра может привести к детонации смеси водорода и кислорода.

   Хоть и некоторые умельцы, которые подключают автомобильные аккумуляторы к ИБП, приспосабливают специальные отводы вредных и опасных испарений в систему домашней вентиляции, все-таки это является рискованным и ненадежным решением.

2. Жидкий электролит. Как было сказано выше, внутри автомобильного аккумулятора электролит находится в жидком состоянии. Поэтому при его эксплуатации в жилом помещении требуется организовать надежную защиту изделия от механических повреждений, иначе, например, при падении аккумулятора на пол или переворачивании его корпуса электролит может вытечь наружу.

   К тому же электролит периодически надо доливать, то есть обслуживать автомобильные аккумуляторы, так как после полного разряда заряд такой батареи сопровождается кипением этой жидкости.

Аккумуляторы для ИБП не имеют жидкого электролита и их корпус полностью герметизирован, поэтому в процессе работы они не выделяют водород в атмосферу и полностью безопасны для использования в жилых помещениях.

О том, как правильно подключать аккумуляторные батареи к ИБП можно узнать в нашей статье «Подключение аккумуляторных батарей к ИБП».

Аккумуляторные батареи для ИБП «Штиль»

В официальном интернет-магазине российского производителя систем электропитания «Штиль» представлен широкий модельный ряд аккумуляторных батарей, которые применяются для источников бесперебойного питания и обеспечивают автономную работу подключенной электротехники на требуемое время.

Устройства являются герметизированными необслуживаемыми свинцово-кислотными аккумуляторами с напряжением 12 В и ёмкостью 17-250 Ач, изготовленными по технологии AGM (Absorbent Glass Mat) из ударопрочного и термостойкого АBS-пластика. Аккумуляторы имеют длительный срок службы – до 12 лет (в зависимости от модели).

За счет своих высоких эксплуатационных характеристик данные аккумуляторы для ИБП могут использоваться для систем отопления и водоснабжения, аварийного энергоснабжения, терминалов самообслуживания, телекоммуникационных систем и других приборов, особо требовательных к качеству электропитания.

Аккумуляторы

— увеличение времени автономной работы ИБП с помощью внешнего автомобильного аккумулятора

В течение 15 лет я использовал внешние аккумуляторы на нескольких старых моделях ИБП, на которые не распространяется гарантия, мощностью от 500 ВА до 1500 ВА (от 400 Вт до 1000 Вт). . Я предпочитаю синусоидальные ИБП из-за их универсальности с небольшими трансформаторами и электромагнитными клапанами, но в большинстве компьютеров и периферийного оборудования используются импульсные источники питания, которые прекрасно работают с ИБП с модифицированной синусоидой (разновидность прямоугольной волны) — у меня тоже есть один из них.

Мой телевизор и DISH-ресивер оснащены синусоидальным источником бесперебойного питания мощностью 500 ВА, так как любой сбой питания приводит к тому, что DISH-ресивер тратит 5 минут на повторную синхронизацию со спутником. Это раздражает. Аккумуляторы AGM размером с кирпич, которые у меня сейчас есть в этом ИБП, будут работать в течение 15 минут или около того.

Иногда я добавлял крошечный термостат к основному внутреннему радиатору, чтобы увеличить время работы дополнительного вентилятора (внутри или снаружи, в зависимости от места). (Ищите термостаты KSD9700 NO ~ 95 ° F, но некоторые из них НЕ электрически изолированы, поэтому они не могут ничего касаться.) Однако в моих обстоятельствах я редко использовал ИБП на полную номинальную мощность. Большая часть современной электроники потребляет мало энергии — обычно всего несколько ампер. Если вы собираетесь использовать ИБП на 25% (или около того) от его номинальной ВА (или ватт), вам, вероятно, не понадобится дополнительный вентилятор… хотя это и не помешает.

Самое главное — использовать аккумуляторы AGM, если вы можете возможно позволить себе это, так как они имеют немного более высокое напряжение заряда примерно на 0,3 вольта по сравнению с залитыми (влажными) аккумуляторами, которые (согласно электронной почте производителя) должны плавать зарядка 13,5В. Аккумуляторы AGM предпочитают около 13,8 В. AGM не так терпимы к перезарядке, как залитые аккумуляторы. Если вы используете залитые аккумуляторы, ИБП продолжит подзарядку после того, как аккумуляторы фактически зарядятся на 100%, что приведет к «выделению» дистиллированной воды из элементов. Залитые элементы хорошо переносят перезарядку, но тогда вы ДОЛЖНЫ добавлять дистиллированную воду каждые 2-3 месяца, чтобы предотвратить обнажение пластин — это смерть залитой батареи.

Поскольку производители ИБП не документируют, как настраивать свои цепи зарядки, и не предлагают селекторный переключатель AGM/Flooded (жаль), можно (для системы 24 В) добавить пару противоположных силовых диодов, чтобы отключить ИБП. зарядное напряжение на залитые аккумуляторы на 0,6В (по 0,3 на каждый аккумулятор). Для этого я построил промежуточный «сопоставитель заряда», но он слишком сложен, чтобы объяснять его здесь, и я не рекомендую его. Это был интересный проект, но лучше было бы вместо него купить аккумуляторы AGM за 100-300 долларов.

Я бы предложил цифровой вольтметр для каждой батареи и цифровой амперметр от ИБП до батареи(ей). В идеале амперметр должен считывать как положительный (зарядка), так и отрицательный (разряд) ток с разрешением не менее 0,1 ампер. Это позволит вам контролировать скорость зарядки и состояние батареи. Я использовал светодиодные счетчики от Amazon, и до сих пор они работали нормально.

ВСЕГДА предохраняйте батареи надлежащим образом на случай короткого замыкания — большие батареи могут стать причиной возгорания. Мои имеют низковольтные автоморские предохранители на 50А и 100А соответственно. В системе 24 В размещение предохранителя в соединении между двумя батареями является хорошей идеей.

ВСЕГДА используйте батарейный отсек с залитыми элементами. Тепловой датчик на аккумуляторных ящиках и датчики дыма поблизости — хорошая идея.

ВНИМАНИЕ! Залитые аккумуляторы могут выделять водород, а близлежащая искра или источник тепла могут вызвать взрыв в элементе, который может разбрызгать аккумуляторную кислоту по комнате. Будьте предельно осторожны!

ВНИМАНИЕ! ИБП предназначен для обеспечения 120 В переменного тока, даже если он НЕ ПОДКЛЮЧЕН К розетке! Это напряжение может убить вас! Будь осторожен!

 * * *
          КАК ИЗМЕРИТЬ НАПРЯЖЕНИЕ ЗАРЯДА НА ТЕРМИНАЛЕ ИБП
 

Как узнать, до какого напряжения данный ИБП будет заряжать свои батареи? На самом деле это довольно легко определить. Вам понадобится большой конденсатор, не менее 4700 мкФ. У меня оказалось 36 000 мкФ и он был размером с суповую банку. Вам также понадобятся одна или две батареи — в зависимости от того, что требуется для вашего ИБП. Они не обязательно должны быть новыми или большими, но должны обеспечивать, скажем, 10 ампер в течение нескольких секунд. И цифровой вольтметр.

Выключите ИБП с помощью выключателя на передней панели, отсоедините его от сети и извлеките батареи, если они есть. На верстаке расположите оборудование следующим образом: ИБП, конденсатор и вольтметр, аккумулятор(ы). Подсоедините вольтметр к конденсатору с помощью зажимов типа «крокодил». Обратите особое внимание на полярность конденсатора! Используя удобный резистор ~ 1K, предварительно зарядите конденсатор от батареи (это важно для действительно больших конденсаторов), а затем подключите его к батарее (ам) с помощью зажимов типа «крокодил», которые могут выдерживать 10 ампер (подойдет провод 18 калибра) . Теперь используйте зажимы типа «крокодил», чтобы присоединить конденсатор к внутреннему разъему батареи ИБП или проводам, плюс к красному, минус к черному! Подключите ИБП и включите его на передней панели.

ИБП выйдет из спящего режима, проверит батареи, потребовав от них несколько ампер, контролируя напряжение, а затем начнет нормальную работу, пытаясь зарядить батареи. По моему опыту, процесс пробуждения занимает менее 20 секунд, но дайте ему минуту или около того. Теперь отсоедините аккумулятор(ы). ИБП быстро зарядит конденсатор до того, что я называю «напряжением заряда на клеммах», и зарядный ток упадет до нуля. Вольтметр покажет вам, до какого напряжения ИБП попытается зарядить батареи. Поскольку он ожидает аккумуляторы AGM, это должно быть 13,8 В для одной батареи или 27,6 В для двух. Десятая доля вольта на аккумулятор в любом случае, скорее всего, приемлема — мой любительский опыт работы с аккумуляторами AGM ограничен. Но если он слишком высок, это сократит срок службы батареи AGM.

Приложение: Наилучшим разъемом для подключения аккумуляторной батареи к ИБП является SB50. Серый — для систем 24 В, желтый — для систем 12 В. Каждый цвет набирается по-разному. Для данного цвета могут использоваться провода разного сечения, например, 4–6 или 8–10, поэтому выбирайте клеммы SB50 по своему усмотрению (корпус такой же). После припайки к проводу клеммы просто вставляются в разъем. В пластиковом корпусе имеется внутренняя плоская пружина, на которую можно нажать небольшой отверткой, чтобы снять каждую клемму. SB50 бесполые, поэтому вы получите две одинаковые штуки. Доступны более крупные версии SB50, такие как Anderson SB120 и SB175. Цифра — номинал усилителя.

 * * *
 

Если у вас есть хороший бывший в употреблении ИБП, который вырабатывает энергию, но перезаряжает или недозаряжает свои батареи, вы можете использовать внешнее зарядное устройство с малой силой тока, предназначенное для вашего типа батареи и достаточно умное, чтобы не перезаряжать ее. Чтобы ваш ИБП не пытался зарядить батарею (батареи), установите здоровенный диод (на соответствующем радиаторе), который позволит потоку энергии от батареи (батарей) к ИБП, но не к им от ИБП. Таким образом, только внешнее зарядное устройство может заряжать аккумулятор.

Вы также можете установить обходное реле с питанием от сети, чтобы при сбое питания размыкающие контакты шунтировали диод и обеспечивали полную мощность ИБП. Контакты должны быть рассчитаны на максимальный ток, который вы ожидаете потреблять, возможно, 30 ампер или больше. Катушка реле должна быть рассчитана на «непрерывную работу». Без обходного реле кремниевый диод и радиатор будут нагреваться из-за падения напряжения 0,6 В на нем и проходящего через него тока. V x I = ватты (т. е.: 0,6 В x 30 А = 18 Вт). Без реле вам понадобится охлаждающий вентилятор на радиаторе, так как со временем он может сильно нагреваться. Обратите внимание, что некоторые интеллектуальные ИБП могут жаловаться на слабую батарею из-за падения напряжения на 0,6 В, когда они периодически проверяют батарею, поэтому проверьте свою конструкцию на лабораторном столе, чтобы убедиться, что она будет работать для вас.

Тщательно проектируйте и тестируйте, так как ваш ИБП будет работать в ваше отсутствие.

arduino — батарея ИБП в качестве вспомогательного источника питания для автомобиля — зарядка и обнаружение автомобиля на

Задай вопрос

спросил
5 лет, 3 месяца назад

Изменено
1 год, 5 месяцев назад

Просмотрено
1к раз

\$\начало группы\$

Я разрабатываю автомобильную систему на основе Arduino, которую я хотел бы использовать, даже когда машина выключена и припаркована. Хотя система спроектирована так, чтобы быть очень энергоэффективной, я не хочу, чтобы она разряжала основной аккумулятор моего автомобиля. У меня уже работает преобразователь 12 В в 5 В (преобразователь Tobsun EA15-5v DC12v в DC5v 3a)

Я хотел бы использовать небольшой свинцово-кислотный аккумулятор (аккумулятор 12 В 7200 мАч для ИБП APC) в качестве источника питания для проекта, если он заряжается от порта прикуривателя моей машины (который подает питание только тогда, когда машина включена), а когда машина выключена, батарея ИБП запускает систему Arduino.

Кроме того, я хотел бы знать, включена ли машина или используется резервная батарея, поэтому я собираюсь построить эту схему с помощью оптоизолятора 4n25, чтобы Arduino могла определять, включена ли машина.

Мой вопрос на самом деле сосредоточен вокруг:

1) Обеспечивает ли это устройство, без дополнительных схем, безопасную зарядку 12-вольтовой батареи ИБП во время движения автомобиля? Если мне нужна дополнительная схема для управления зарядкой, какие-нибудь рекомендации по подходящему модулю?

2) В этой компоновке, особенно с учетом диода D1, находится ли цепь 4n25 в правильном месте для обнаружения сигнала при включенном питании автомобиля, но не при разряде батареи ИБП?

Есть еще советы?

^{имитация этой схемы – схема создана в CircuitLab
\$\конечная группа\$}

1

\$\начало группы\$

Нет, это не будет эффективно заряжать добавленную батарею. Регулятор напряжения для автомобиля обеспечивает только достаточно высокое напряжение для зарядки основной аккумуляторной батареи. Когда основная батарея заряжена, напряжение будет снижено, чтобы предотвратить перезарядку основной батареи.

Что еще хуже, диод, который вы добавили последовательно, снизит напряжение вторичной батареи примерно на 0,7 В. Таким образом, даже если регулятор для основной батареи обеспечивает достаточное зарядное напряжение, напряжение вторичной батареи будет слишком низким для зарядите его правильно.

Для правильной зарядки вторичной батареи вам понадобится повышающий преобразователь постоянного тока, возможно, до 15 В, а затем соответствующая свинцово-кислотная схема зарядки вторичной батареи.

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Я хотел, чтобы это был комментарий, но он стал слишком длинным, поэтому:

1) Я не думаю, что параллельное подключение двух аккумуляторов — хорошая идея (даже С диодом), и это не так. гарантированно зарядит вашу вторую батарею (напряжение свинцово-кислотной батареи изменяется линейно, и для получения ощутимой скорости заряда вам нужен перепад напряжения выше номинального). Если вы хотите гарантировать безопасность, вы всегда можете получить инвертор, внесенный в список UL / ETL, для этой 12-вольтовой розетки, а затем получить зарядное устройство для свинцово-кислотных аккумуляторов на 12 вольт, включенное в список UL / ETL. Я не думаю, что вам удастся найти 12-вольтовое входное и 12-вольтовое выходное зарядное устройство, потому что напряжение не подходит. Также обратите внимание, что ваш диод похож на дополнительное падение на 1 вольт, поэтому вам действительно будет трудно зарядить аккумулятор, если этот порт регулируется (хотя, если он идет прямо от генератора переменного тока, вы можете его отключить).

2) Беглый взгляд подсказывает мне, что эта установка будет работать, хотя я могу что-то упустить.

Приложение: Хотя установка инвертора-зарядного устройства кажется немного сложной (и более дорогостоящей), я думаю, что она обеспечит вам гораздо более высокий уровень безопасности. Если вы действительно хотите знать, включена ли ваша машина, вы можете просто подключить плавкий предохранитель к замку зажигания и реле. Вы бы потребляли нулевой ток, когда автомобиль был выключен (при условии, что переключатель был ОТКРЫТ), и вы также обеспечили бы изоляцию с деталями «автомобильного класса».

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Обеспечивает ли это устройство без дополнительных схем безопасную зарядку
Аккумулятор ИБП 12 В, когда машина работает?

Это зависит от требований к зарядке аккумулятора и доступного напряжения автомобиля. Выходное напряжение моего генератора Chevrolet Malibu 2003 года непостоянно. Замеряю 14,2В на аккумуляторе в жаркий день, 15,4В при -20С на улице. Регулятор напряжения моего генератора имеет «температурную компенсацию», поэтому выходное напряжение меняется.

Можете ли вы сказать нам, какое напряжение зарядки требуется для аккумулятора 12 В 7200 мАч? Для него может потребоваться меньшее напряжение, чем для автомобильного свинцово-кислотного аккумулятора.