Вопрос

Может ли дополнительный аккумулятор повредить генератор автомобиля?

Я собираюсь отправиться в путешествие и какое-то время жить в своём внедорожнике. Мне нужен способ круглосуточно питать небольшой переносной холодильник и иметь возможность заряжать свой мобильный телефон, ноутбук и, возможно, ещё кое-что, когда машина не на ходу.



Я рассматривал возможность установки солнечной панели на крыше и использования её для зарядки аккумулятора глубокого цикла, но это было бы дорого и сложно. Гораздо проще было бы использовать генератор для зарядки вспомогательного аккумулятора.



Я знаю, что мне понадобится изолятор для аккумулятора. Вот видео пример того, как это работает



Мой вопрос заключается в том, может ли это каким-либо образом повредить генератор? Из-за этого он будет изнашиваться быстрее или просто будет расходоваться энергия, которая в противном случае была бы потрачена впустую?



Перевод вопроса с Mechanics Stack Exchange
Лицензия: CC BY-SA (2.5–4.0)
Оригинальный вопрос: https://mechanics.stackexchange.com/questions/21026/will-an-auxiliary-battery-hurt-a-vehicles-alternator

14 Комментариев

  1. Важно: прежде чем следовать приведённым ниже рекомендациям, я советую вам проконсультироваться с вашим механиком или надёжным специалистом по автомобилям.



    Подключите аккумуляторы (глубокого цикла) параллельно, используя провода одинакового сечения (плюс к плюсу, минус к минусу), при условии, что их амперы и вольты одинаковы (при использовании штатного генератора). Я делаю это уже 11 лет в своём автодоме.



    Я также установил переключатель типа «вкл./выкл.» непосредственно на положительную клемму аккумулятора, чтобы при необходимости отключать вспомогательный источник питания. Для проверки состояния используйте амперметр/вольтметр, подключённый к вспомогательному аккумулятору. При таком подключении ёмкость увеличится вдвое при напряжении 12 В постоянного тока.



    Если вы планируете модернизировать генератор, сначала сверьтесь с техническими характеристиками производителя, чтобы убедиться, что он совместим с вашей электрической системой и бортовыми компьютерами.



    Желаю удачи


  1. Я полгода жил вне своего фургона, и у меня было реле, которое управляло аккумуляторами глубокого цикла на 200 ампер-часов. Холодильник не потребляет максимальную мощность, когда он холодный, но если вы живёте в жарком климате, он будет потреблять больше. Если я буду заряжать свой компьютер, телефон, холодильник и ездить по 40 минут в день, моих аккумуляторов хватит примерно на 6 дней, и мне придётся где-то подзаряжаться или какое-то время обходиться без холодильника. Я собираюсь установить солнечные панели в дополнение к реле. Одной недостаточно, вам нужна система двойной зарядки, если вы собираетесь жить в автомобиле больше недели и проводить за рулём менее трёх часов в день.


  1. При использовании дополнительного аккумулятора с изолятором аккумулятора у вас не должно возникнуть никаких проблем. Это не повредит вашему генератору. К вашему сведению, энергия не будет расходоваться впустую, но двигателю, вероятно, потребуется немного больше топлива для работы генератора, которому придётся выполнять больше работы.



    Кстати, возможно, вам стоит переосмыслить именно то, что вы собираетесь питать от запасного аккумулятора. Судя по всему, вы будете потреблять гораздо больше энергии, чем может обеспечить один аккумулятор. Ёмкость аккумулятора измеряется в ампер-часах (А·ч). Вам нужно узнать потребляемую мощность каждого устройства, которое вы планируете питать от аккумулятора, и подобрать аккумулятор соответствующего размера.


  1. Этому посту уже 2,5 года, и никто не сказал: «Ну, вообще-то...» — в каком-то дурацком соревновании по упрощению моего объяснения. Это действительно волшебное место.
  1. Обратите внимание, что обычным свинцово-кислотным аккумуляторам требуется много времени для зарядки (по сравнению с современными литиевыми аккумуляторами). В этом случае вам может потребоваться, чтобы двигатель работал по 6 часов в день или больше, чтобы подготовить аккумулятор к следующей ночи!
  1. Обратите внимание, что морские аккумуляторы глубокого цикла рассчитаны на постоянную разрядку, поэтому для резервного аккумулятора имеет смысл использовать что-то подобное.
  1. @Paulster2, если предположить, что «крошечный портативный кулер/холодильник» — это обычный дешёвый кулер TEC, то морской аккумулятор глубокого цикла ёмкостью 200 Ач может работать без подзарядки около суток, при условии, что «может быть, ещё несколько вещей» потребляют незначительное количество энергии, как мобильные телефоны.
  1. @Nate, у тебя будет около 5 часов.
  1. @Nate пишет ответ
  1. Значит ли это, что генератор «отключается» или что-то в этом роде, когда автомобильный аккумулятор полностью заряжен, а электроника в автомобиле потребляет мало энергии? Я думал, что генератор «всегда включен» и всегда вырабатывает фиксированное количество энергии, отсюда и мой комментарий о том, что эта энергия «тратится впустую», если не используется.
  1. Поэтому я решил прийти сюда и объяснить кое-что из физики.



    Есть два важных уравнения:




    1. p = iv — мощность (в ваттах) = сила тока * напряжение

    2. v=ir — вольт = ампер * сопротивление




    Обратите внимание: ампер — это единица измерения количества электронов, проходящих через провод в секунду. В 1 ампере их ОЧЕНЬ много — я не помню точное число (я математик, а не физик)

    Вольт — это количество энергии, которым обладает каждый электрон. Генератор может обеспечить лишь определённое количество энергии для каждого электрона (12 вольт = 12 джоулей на кулон (кулон — это большое количество электронов)), но количество электронов, которые он перемещает, может варьироваться, и это и есть ваши амперы.




    Ватт — это единица измерения энергии, она равна джоулям в секунду. Таким образом, 5 ватт за 10 секунд — это 50 джоулей энергии. Ваш топливный бак можно измерить в джоулях энергии, которую он содержит, а ваш двигатель — это волшебное устройство, которое превращает топливо в механическую энергию.



    Как вы знаете, автомобили работают практически исключительно на напряжении 12 вольт или на каком-то другом фиксированном значении. Это значит, что если вам нужно, скажем, 600 ватт, ваш генератор должен быть способен выдавать «i» в формуле 600 = 12i, что составляет 300 = 6i, 100 = 3i, i = 33,3 ампера, а это ОЧЕНЬ большой ток. Вот почему в автомобилях провода перегорают чаще, чем дома. При мощности 600 Вт и напряжении 220 В сила тока составит около 2,73 ампера. Через устройства проходит в 10 раз меньше электронов, переносящих заряд в секунду!






    Таким образом, чем больше мощности вы потребляете, тем больше электронов генератору приходится пропускать через проводку, тем больше энергии он забирает у двигателя. Приблизительное значение энергии, которую вырабатывает двигатель (механической, конечно, а не тепловой), составляет 2400 ватт. Если вы потребляете 600 ватт, то у вас остаётся только 1800 ватт, поэтому вы сильнее нажимаете на педаль (тем самым расходуя больше топлива), чтобы снова получить 2400 ватт кинетической энергии.



    Итак, это первая половина.






    Батарейки



    Автомобильные аккумуляторы НЕ ПРЕДНАЗНАЧЕНЫ ДЛЯ ПОСТОЯННОГО РАЗРЯДА они хороши в одном и только в одном: в кратковременном разряде с высоким энергопотреблением (например, при запуске двигателя)





    • Кроме того, они могут долго сохранять заряд. Но я не буду сравнивать их с аккумуляторами на основе лития




    Если я правильно помню, автомобильные аккумуляторы рассчитаны на 70 ампер-часов (они могут выдавать 1 ампер в течение 70 часов или 70 ампер в течение одного часа), если вы потребляете около 3 ампер (этого хватит примерно на 23 часа)



    вспомним, что p = iv, значит, p = 3 * 12 = 36 ватт на 23 часа. Не так уж и много, не правда ли!



    Или мы можем использовать формулу p=iv=70*12 = 840 Вт, но только в течение часа. (НЕТОЧНО, так как автомобильные аккумуляторы ведут себя иначе, ожидайте примерно 840 Вт в течение 40 минут)





    • Это подразумевает линейную зависимость. Как я уже сказал, автомобильные аккумуляторы плохо справляются с небольшими нагрузками в течение длительного времени, но хорошо выдерживают кратковременные импульсы очень высокого тока. В общем, вы поняли.




    Вам нужен ноутбук мощностью ~40 Вт (в зависимости от того, что он делает: если он заряжает аккумулятор, то потребляет больше энергии, вплоть до максимальной мощности зарядного устройства).



    Холодильник ~ 90 Вт



    Мобильный телефон ~ 3 Вт — не будем обращать на это внимание.



    Вам потребуется около 130 Вт. Для этого потребуется около 11 ампер.



    Ваша батарея может выдавать 70 ампер в течение часа. Исходя из этой информации, получаем 70/11 = 6,36 часа. Имейте в виду, что она не рассчитана на длительную работу



    Так что я рассчитываю, что до полной разрядки аккумулятора пройдёт примерно 5 часов.




    ЕСЛИ, однако, у вас будет 3 аккумулятора. Вы будете ближе к их зоне комфорта (3,67 ампера на аккумулятор), что позволит вам работать около 19 часов. Это более точное значение. Вам нужно будет подключить их параллельно.



  1. @Nate физическая работа, необходимая для вращения генератора, связана с силой тока, проходящего через генератор. Если генератор заряжает «полную» батарею, сила тока очень мала и генератор вращается легко. Если генератор заряжает разряженную батарею или в цепи большая нагрузка, сила тока больше, а значит, генератору труднее вращаться, а значит, двигателю приходится сжигать немного больше топлива, чтобы поддерживать ту же скорость. Таким образом, вся электроэнергия, которую вы используете, в конечном счёте поступает из бензобака :)
  1. Я дал ответ с точки зрения физики, см. ниже. Я подсчитал, что заряда батареи хватит примерно на 5 часов. Так что не рассчитывайте, что сможете сделать это за ночь!
  1. Возможный дубликат: mechanics.stackexchange.com/questions/20939/…
Вы уже ответили на этот вопрос