Аккумулятор в автомобиле используется в качестве источника электричества, необходимого для запуска двигателя. При работающем моторе энергию вырабатывает генератор, заряжая и саму батарею. Но когда машина заглушена, источником питания служит АКБ, запитывая все потребители. Так как ассортимент автомобильных гаджетов с каждым годом растёт, и они становятся популярнее, один источник питания не всегда справляется со своей работой и требуется дополнительный аккумулятор в автомобиль, который позволит слушать музыку, готовить еду, напитки, смотреть фильмы даже вдали от цивилизации.
Подключение второго аккумулятора в машину
Назначение АКБ – обеспечить запуск авто, во время движения, подпитывать потребителей бортовой сети тандемом генератор – аккумулятор. Но современные машины оборудованы дополнительными приборами. Их суммарная мощность временами превосходит возможности силового узла. В результате батарея садится, не справляется с запуском двигателя. Назрела необходимость установки второй АКБ в авто.
Как подключить второй аккумулятор в машине
Проблема, найти место для дополнительного прибора, часто решается за счет багажника. Не следует использовать ниши под сидениями в салоне – выделения от работающей батареи вредные.
Следует решить вопрос с восстановлением заряда во втором аккумуляторе в машине. Генератор рассчитан на работу в паре с одним АКБ определенной емкости. Подключение второй батареи перегружает генератор. Можно второй аккумулятор заряжать от сети, но это неудобно. Значит, необходимо найти способ питания помощника от бортовой сети, не укорачивая срок службы генератора.
Способы подключения двух источников:
- использовать резистор для подстройки, устанавливая порог срабатывания, для подключения второй АКБ;
- схемой соединения, объединять оба источника энергии в момент запуска, обеспечивая большой пусковой ток;
- установив 2 АКБ следить, чтобы один был всегда полностью заряжен– для экстремалов, которым может потребоваться электролебедка;
- использовать энергию второго АКБ в машине для музыки или для работы медиасистемы.
Какие АКБ использовать
Есть несколько причин поставить ещё одну батарею. Это актуально сделать, если вы часто пользуетесь в машине:
- нештатным обогревателем;
- пусковым устройством;
- кофеваркой;
- планшетом;
- DVD проигрывателем;
- современной противоугонной системой и пр.
Но открытым остаётся вопрос о том, какой именно аккумулятор будет лучше выбрать.
Есть несколько вариантов, о которых чаще всего идёт речь:
- классические свинцово-кислотные АКБ;
- гелевые устройства;
- АКБ типа AGM.
Чтобы понять, какой аккумулятор будет правильнее выбрать, стоит рассмотреть сильные и слабые стороны представленных вариантов.
Свинцово-кислотные
Есть только один аргумент в пользу таких аккумуляторов. Это низкая цена. Но существует сразу несколько объективных причин, почему обычные классические свинцово-кислотные АКБ (WET) не используют в машинах при установке дополнительных мощных потребителей.
Их главными недостатками принято считать:
- непродолжительный срок службы;
- быстрый износ при активной эксплуатации;
- размещать банки можно только вертикально;
- может сильно проседать напряжение;
- в закрытом пространстве их использовать нельзя;
- эти батареи невозможно поставить в багажнике;
- на полную подзарядку уходит много времени.
То есть такой вариант рассматривать вообще нет смысла.
Гелевые
Теперь посмотрим на то, какие плюсы и минусы характерны для гелевых (GEL) аккумуляторов.
К сильным сторонам относят:
- хорошие показатели внутреннего сопротивления;
- высокая устойчивость к глубоким разрядам;
- возможность установки в любом положении;
- нет вредных испарений при работе.
Но есть и несколько минусов:
- при зарядке требуется брать качественные автоматические ЗУ;
- если температура за бортом очень низкая, батарея не сможет отдавать большой ток;
- это достаточно дорогостоящий вид АКБ.
Вполне себе неплохой вариант. Но есть ещё один.
AGM
Чаще всего выбирают АКБ, изготовленные по AGM технологии. Они несколько отличаются от гелевых, поскольку здесь внутри используются стекловолокно и особые добавки.
Имеющиеся преимущества и недостатки у AGM аккумуляторов позволяют применять такие АКБ в качестве источников питания.
К сильным сторонам относят:
- устойчивость к просадке напряжения;
- быстрый заряд;
- устойчивость к глубокому разряду;
- отсутствие опасных испарений;
- полностью герметичный корпус.
Как и в случае с GEL АКБ, здесь камнем преткновения может стать высокая стоимость и необходимость применения ЗУ с автоматическим выключателем.
Если вы планируете ставить себе аудиосистему, подключать мощный автопылесос, компрессор в машину, тогда самым правильным выбором станут батареи типа GEL или AGM.
Как подключить второй аккумулятор в машине
Часто установкой второго аккумулятора в машину решают несколько проблем: отдельного питания бытовых приборов и удвоения тока на лебедку. Но генератор один. Как подключить второй АКБ? Соединив батареи параллельно, мы заставим генератор отдавать в сеть удвоенный ток. Одна батарея может паразитировать за счет другой, забирая больший заряд. Батареи могут и сесть равномерно, не позволив запустить стартер.
1.Применение разделительного контроллера при подключении второго аккумулятора в машину, позволит заряжать АКБ поочередно и заряд использовать рационально. Коммутационные устройства представляют переключатели различных конструкций. Примером служат устройства развязки аккумуляторов (УРА), самый популярный – УРА 200. С помощью этого прибора можно использовать двойную энергию при работе лебедки или запуске мотора зимой.
2.Комплект для установки второй АКБ включает полупроводниковое сопротивление. Подключение через диодный изолятор разделяет питание бортовой сети авто и дополнительных бытовых систем. В период простоя дополнительный аккумулятор будет разряжаться, поддерживая работу гаджетов. Основной АКБ сохраняет готовность к запуску мотора. Но во время движения генератор подзаряжает обе батареи. Для того чтобы воспользоваться вторым АКБ в основной цепи, его потребуется переставить в гнездо главного.
3.Наиболее рациональная схема подключения второго и последующих АКБ разработана с установкой переключателя зарядки. Устройство может быть ручным или автоматическим, но заряжается от генератора всегда одна батарея. Уровень заряда всех аккумуляторов выведен на панель управления. У водителя есть выбор, что на данный момент в приоритете, музыка, кондиционер или готовность поработать лебедкой.
Есть авто, где производитель предусмотрел схему и установку второго аккумулятора. Но чаще создавать комфорт в машине приходится своими руками.
Зачем необходим второй аккумулятор ?
Областей применения второго аккумулятора великое множество:
- Обеспечение работы дополнительных электроприборов, необходимых для комфортного времяпрепровождения на природе (например таких как холодильник, световые приборы, музыкальное оборудование).
- Автомобиль, имеющий в своем оснащении электролебедку в любом случаи должен оснащаться периферийным аккумулятором.
- Автотранспорт представительского класса «по умолчанию» оснащаются видеоплеером, телевизором, кофеваркой, микроволновкой и прочими электроприборами, обеспечивающими повышенный комфорт при путешествии.
- Охранные системы видеонаблюдения, противоугонные системы, всевозможные радиосигнализации, а также устройства, предназначенные для активной защиты транспортного средства, также должны оснащаться своим отдельным элементом питания.
Батарейный переключатель
Четырехпозиционный переключатель (OFF, 1, BOTH и 2) соединяет аккумуляторы параллельно во время зарядки и изолирует стартовый аккумулятор после ее окончания.
Если установлены два поочередно подключаемых аккумулятора, соединение выполняют как показано на рисунке
Со стороны аккумулятора через предохранители или автоматы с переключателем соединяют только устройства 24-часовой готовности — трюмный насос, зарядное устройство, дополнительный генератор или устройства безопасности.
Схема подключения генератора к четырехпозиционному переключателю. На рисунке слева генератор подключен со стороны нагрузки. На правом — генератор подключен к аккумулятору
Генератор двигателя подключают одним из двух способов – со стороны нагрузки или к одной из аккумуляторных батарей. Если генератор подключен со стороны нагрузки, то аккумуляторы можно заряжать одновременно или независимо друг от друга. Но для генератора потребуется дополнительная защита, которая предохранит диоды выпрямителя, если при работающем двигателе переключатель установят в положение OFF. Защитой может служить функция разрыва цепи возбуждения в переключателе или ясная предостерегающая надпись: «Никогда не выключать во время работы двигателя»
Чтобы не повредить генератор во время переключения при работающем двигателе переключатель сначала соединяет аккумуляторы параллельно, а затем отключает один из них (функция make-before brake). Но даже в этом случае грязные или коррозировавшие контакты на переключателе случайно могут привести к поломке генератора.
Если генератор подключен ко второму аккумулятору, то стартовая батарея будет заряжаться только одновременно с дополнительной (положение BOTH переключателя). Но случайно повредить генератор нельзя.
Переключатель аккумуляторов – это простой и экономичный способ зарядить два аккумулятора одновременно. Однако, аккумуляторы разного типа будут заряжаться неравномерно — один будет перезаряжаться, а другой недозаряжаться. Кроме того, если аккумуляторы не соединили параллельно, один из них не зарядится, а если заглушили двигатель и переключатель оставили в положении BOTH, оба аккумулятора разрядятся.
Батарейный переключатель часто устанавливают в доступном месте на расстоянии от аккумуляторов и генератора. В системе с мощными генератором и аккумуляторной батарей для этого приходится тянуть дорогие кабеля большого сечения, и чтобы этого избежать лучше использовать другие способы зарядки двух аккумуляторов.
Второй аккумулятор: иметь или не иметь?
Как видите, второй АКБ подключить вполне реально. Нужно лишь заранее продумать, какое оборудование вам требуется подключить, оценить свои финансовые возможности и прикинуть, достаточно ли места в вашем авто для нового оборудования.
При финансовых вложениях и грамотной установке оборудования получите отличную схему из двух или более аккумуляторов.
И тогда на автомобиле можно будет без проблем отправляться в поход, на рыбалку, в дальнюю поездку и т. п. Для подключения дополнительного оборудования все будет готово.
Дистанционный переключатель
Дистанционный переключатель аккумуляторов – это силовое реле, которое устанавливают рядом с аккумуляторной батареей, а кнопку его включения размещают в месте удобном для пользователя. Такая схема уменьшает длину кабелей, их стоимость, вес и падение напряжения и часто выгоднее механического переключателя аккумуляторов.
Критерии для выбора дистанционного переключателя:
- Кратковременная и непрерывная нагрузка должна соответствовать мощности источника тока
- Индикаторы состояния на корпусе и на кнопке включения/выключения
- В качестве исполнительного устройства используются бистабильное реле, которое потребляет ток только в момент переключения, но не в замкнутом состоянии
- Пожаробезопасное исполнение для установки в отсеках бензиновых двигателей
- Класс защиты IP66-IP68
Диодный изолятор
Диодный изолятор – это распространенный способ одновременной зарядки двух и более аккумуляторных батарей. Выходной ток генератора подается на диоды, которые пропускают его только в одном направлении и блокируют его протекание между аккумуляторами.
Каждой аккумуляторной батарее присваивается собственный диод, с помощью которых любое количество батарей можно заряжать одновременно. Во время работы аккумуляторы изолированы друг от друга и бортовое оборудование не может случайно разрядить стартовый аккумулятор.
Не смотря на то, что диодные изоляторы выглядят идеальными устройствами для зарядки двух аккумуляторов, у них имеется существенный недостаток, который часто не принимают во внимание.
Проблемы при использовании диодного изолятора аккумуляторов. Схема 1 — Напряжение на дополнительных аккумуляторах 12,8 вольт. Они никогда не зарядятся. Схема 2 — Внешний регулятор повышает напряжение генератора. Напряжение на стартовом аккумуляторе — 15,2 Вольт. Он перезаряжается. Напряжение на дополнительных акб — 14,2 В. Они недозаряжаются. Схема 3 — Внешний регулятор еще больше повысил напряжение генератора. Стартовый аккумулятор закипит.
Диод можно сравнить с клапаном, который установлен в водопроводной трубе. Если клапан удерживается в закрытом состоянии пружиной, то чтобы его открыть давление воды должно преодолеть усилие пружины. Для открытия диода так же необходимо совершить дополнительную работу, которая приводит к падению напряжения между его входом и выходом.
В зависимости от типа диода и отношения его номинала к протекающему в цепи зарядки току, падение напряжения на диоде составляет 0,6-1,0 вольт. Поскольку разница в десятые доли вольта оказывает существенное влияния на скорость и качество зарядки аккумуляторной батареи, падение напряжения на диодах делает систему зарядки не работоспособной.
Стандартный регулятор напряжения, установленный внутри генератора, измеряет напряжение аккумулятора на выходной клемме генератора, а не на самом аккумуляторе. Если в зарядной цепи появляется диод, то регулятор «думает», что напряжение аккумулятора 14,2 вольта, хотя фактически оно — 13,6 вольт.
Если не компенсировать это падение напряжения, регулятор отключит генератор задолго до того, как аккумуляторы полностью зарядятся. Продолжительность зарядки возрастет в несколько раз, аккумуляторы будут хронически недозаряжаться и страдать от сульфатации.
Почти всегда лучшее решение для уже установленных диодных изоляторов выбросить их и заменить на реле зарядки. Если этого делать не хочется, можно установить выносной регулятор напряжения или Alternator to Battery Charger компании Sterling Power.
Эти устройства перехватывают у встроенного регулятора напряжения контроль над работой генератора, отслеживают напряжение на аккумуляторах и повышают его с учетом падения на диодах. Кроме того, они заряжают аккумуляторы по четырехступенчатому алгоритму, который гораздо эффективнее, чем зарядка напрямую от генератора.
Зарядные реле
Реле развязки аккумуляторов исключает вмешательство пользователя и падение напряжения в цепи зарядки. В некоторых моделях управляющая цепь реле подключается к ключу зажигания и реле соединяет аккумуляторы параллельно после того как двигатель начинает работать. Как только контрольное напряжение исчезает, реле размыкается и изолирует аккумуляторы. Более совершенные модели автоматически определяют напряжение на одном из концов подключенной цепи и срабатывают, когда оно достигает предустановленного значения (обычно 13,3 вольта).
Если кабели соединяющие аккумуляторы и реле выбраны правильно, падения напряжения в них не будет, а поскольку длина кабелей невелика, зарядное реле обойдется не дороже диодного изолятора.
Некоторые реле потребляют ток в замкнутом состоянии, другие только во время срабатывания. Если реле используется с маломощными источниками зарядки такими как солнечные панели, лучше использовать бистабильные реле и исключить паразитные потери.
Реле не подходят для зарядки дополнительного аккумулятора на автомобилях, соответствующих нормам EURO 5/ EURO 6.
О параллельной зарядке
Я использую вот такую параллельную зарядку:
Очень качественный пластик и приличный вес, пайка чистая. В комплекте идет балансировочный кабель и собственно, сама плата.
Фотографии
Умные устройства развязки
Зарядные реле постоянно совершенствуются. Одна из последних моделей Sterling Power Pro Split R обладает падением напряжения 0,01 Вольт и следующими возможностями:
- В первую очередь заряжает стартовый аккумулятор до тех пор, пока напряжение на нем не достигнет предустановленного значения
- Когда стартовый аккумулятор заряжен, изолирует его и доводит напряжения на следующем аккумуляторе до того же значения. Возвращается к зарядке стартового аккумулятора, если обнаруживает, что его напряжение снизилось.
- Повторяет этот процесс для всех подключенных аккумуляторов.
- После того как все аккумуляторы заряжены до одного и того же напряжения, соединяет их все параллельно.
- Если напряжение на каком-либо аккумуляторе падает, например, из-за подключенной мощной нагрузки, Pro Split R изолирует все аккумуляторы и заряжает только тот, чье напряжение понизилось.
- Чтобы точно определить момент переключения, контролирует скорость изменения напряжения, а не просто срабатывает при достижении определенного порога.
- Модель номиналом 180 А допускает перегрузку по току до 2000 А
Как работает параллельная зарядка?
Схематичная демонстрация работы:
Такое соединение называется параллельным, то есть, в данном случае все 4 аккумулятора соединены в единую цепь.
Каждый аккумулятор имеет емкость 1300mAh и напряжение 16.8V. При параллельном соединении увеличится общая емкость до 5200mAh, но напряжение останется прежним — 16.8V.
При последовательном соединении, увеличивается напряжение, а емкость остается прежней. В нашем случае было бы: 67.2V и 1300mAh.
Зарядные устройства
Общий недостаток описанных устройств – зарядка параллельно соединенных аккумуляторов по одному и тому же алгоритму. Но поскольку стартовый и тяговый аккумуляторы принимают зарядку по-разному, один из них будет регулярно перезаряжаться, а другой недозаряжаться. Отличие возрастет, если тяговый аккумулятор большой емкости соединен с относительно небольшим стартовым аккумулятором. Единственный способ решить эту проблему – установить собственный регулятор напряжения для каждой аккумуляторной батареи и настроить его на тип используемого аккумулятора. Это легко сделать, если установлено два генератора.
В электросистемах с одним генератором потребуется специальное устройство зарядки, которое подключают между стартовым и тяговым аккумуляторами. Устройство включается и заряжает второй аккумулятор по четырехступенчатому алгоритму, как только генератор начинает работать. Благодаря этому различные типы аккумуляторов можно использовать одновременно. Некоторые модели позволяют работать с двумя разными напряжениями – получать на вход 12 вольт и отдавать на выходе 24 или 36 вольт.
В отличии от внешних регуляторов DC-DС зарядные устройства не повышают напряжение на генераторе, и их можно использовать на двигателях с ECU и на автомобилях с генераторами переменного напряжения, соответствующих стандартам EURO5 / EURO6
Какие проблемы решает вторая АКБ
Есть несколько проблем, которые поможет решить дополнительная АКБ. Именно о них стоит и поговорить.
Для начала это просадка напряжения, которая очень часто встречается у автомобилей с нештатной и достаточно мощной акустикой.
Такой эффект возникает по нескольким причинам. Обычно это проводка низкого качества или проблемы с распределителями питания. Обычные свинцово-кислотные АКБ сурьмянистого типа для питания нештатных потребителей вовсе не подходят. Чтобы ноутбук, обогреватель или акустика стабильно работали, требуется напряжение в диапазоне от 12,8 до 14 В. При высоких нагрузках напряжение проседает, поскольку не хватает зарядного тока, а система питания имеет слабую токопроводимость.
Есть 2 основные причины возникновения так называемых просадок напряжения. А именно:
- повышенное внутреннее сопротивление АКБ не позволяет обеспечивать сабвуфер требуемым объёмом энергии;
- неправильно расположена батарея.
Дополнительной проблемой является ситуация, когда один источник питания идёт сразу на все потребности транспортного средства. Тут всё просто. Когда машина в пути, питание подаёт генератор, АКБ параллельно заряжается. Потребитель тока не испытывает проблем.
Но когда машина стоит с выключенным зажиганием и на полную мощность включается отопление, аудиосистема, проигрыватель, питание идёт от аккумулятора. При длительном использовании единственная батарея вскоре сядет. Выльется это в том, что при попытке завести машину тока для пуска ДВС попросту не останется. АКБ перейдёт в состояние глубокого разряда, вывести из которого её будет сложно.
