Układ ładowania akumulatora w samochodach.

[Tomeqp]

Witam,
Wiem, że na forum jest trochę ludzi, którzy znają się na elektryce w samochodach. Średnio znalazłem odpowiedź w internecie, a nie całkiem rozumiem zasadę działania układu ładowania akumulatora. Mógłby ktoś mi to wyjaśnić?

Alternator ma przykładowo wydajność 50A. Regulator napięcia utrzymuje na akumulatorze napięcie 13.8V. Jeśli akumulator jest prawie naładowany to wpływa do niego jakiś niewielki prąd. Jeśli włączymy odbiornik, to regulator znowu dąży do 13.8V na akumulatorze, więc prąd rozkłada się na wpływający do akumulatora oraz płynący do odbiornika, a gdy akumulator jest naładowany to praktycznie cały prąd płynie z alternatora do odbiornika. Tutaj wszystko jest właściwie proste i logiczne. Jednak jeśli akumulator jest mocno rozładowany? Wówczas regulator dając na akumulator napięcie 13.8V spowodowałby wpływanie do niego ogromnego prądu, co mogłoby go uszkodzić. Jak to jest rozwiązane? Przecież prąd ładowania musi być ograniczony, a jednocześnie zakładając prąd ładowania 5A, pozostałe 45A powinno móc iść na odbiorniki prądu. Gdy odbiorników brak, do akumulatora powinno wpływać tylko 5A.

Jednym słowem wiem (chyba) jak to powinno działać, ale nie wiem czy tak działa, ani jak jest zbudowane. Konkretnie powoli myślę o budowie prostego UPSa on-line i próbuję rozgryźć układ ładowania akumulatora. Właśnie zastanawiam się, czy na częściach z samochodu nie działałby całkiem przyzwoicie, tylko alternator byłby zastąpiony mocnym zasilaczem. Muszę jednak wiedzieć jak to działa w samochodzie.

[wkliw]

Działa to właśnie tak jak opisałeś. W chwili gdy akumulator jest mocno rozładowany np zaraz po ciężkim rozruchu to płynie do niego ogromny prąd ograniczany jedynie przez wydajność alternatora. Alternator jako maszyna elektryczna niema żadnego dodatkowego ogranicznika prądowego jedynie konstrukcyjnie jest projektowany na pewien prąd przy którym się "nasyca" i działa z max wydajnością. W starych prądnicach z prostownikiem mechanoelektrycznym było dodatkowe zabezpieczenie w regulatorze a sam regulator był 3 modułowy. Jeden moduł odpowiadał za zabezpieczenie przed prądem wstecznym podczas braku napędu mechanicznego. Drugi moduł odpowiadał za stabilizację napięcia i sterował uzwojeniem wzbudzenia, trzeci zaś w razie przekroczenia max prądu odcinał ładowanie. We współczesnych alternatorach z prostownikiem półprzewodnikowym sterowanie polega jedynie na doborze prądu wzbudzenia. A steruje tym właśnie regulator napięcia. Zabezpieczenie prądowe jest konstrukcyjne jak pisałem a za zabezpieczenie przed prądem wstecznym odpowiadają również diody prostownicze. Tak że akumulator wcale nie ma lekko zaraz po starcie silnika. Jedynie co go ratuje to to że trwa to dość krótko. I w miarę wzrostu napięcia na samym akumulatorze spada również prąd.

[Pyra]

Witam
Pierwszym założeniem instalacji samochodowej jest to, że alternator doładowuje akumulator po rozruchu, a nie ładuje go "od zera". Akumulatory ołowiowe znoszą krótkotrwałe zarówno obciążenie dużym prądem jak i ładowanie. Po rozruchu, przez krótki czas płynie do akumulatora dość duży prąd, jednak szybko spada po podniesieniu się napięcia na akumulatorze.
Jak zauważyłeś, napięcie alternatora to około 13,8 - 14,2V, przy częściowo rozładowanym akumulatorze powoduje to przepływ prądu ładowania zbliżony do znamionowego. Zauważ, że podczas ładowania z prostownika, aby utrzymać prąd powiedzmy 5A napięcie na akumulatorze sporo przekracza "ustawowe" 14V.
Akumulatory kwasowe (ołowiowe) mają często podawane parametry dla dwóch rodzajów pracy: ciągła (np. UPS) i dorywcza (np. samochód).
W zależności od typu akumulatora, parametry te mogą się sporo różnić.

Pozdrawiam

[Tomeqp]

Dzięki wielkie.
No to niestety szukam dalej. Bo przetwornica brała by w stresie z akumulatora ponad 60A aż do rozładowania (nie głębokiego oczywiście), więc zasilacz musiałby mieć taką wydajność. Nie wyobrażam sobie podać na akumulator rozładowany do 10.5V od razu 13.8V. Z kolei ograniczenie prądu uniemożliwiłoby naładowanie akumulatora przy pracującej, choć częściowo obciążonej przetwornicy. Albo zrezygnuję z topologii on-line i wszystko będzie proste, albo to jakoś rozgryzę.

[Pyra]

Bo przetwornica brała by w stresie z akumulatora ponad 60A

Jeśli jest to naprawdę pobór "w stresie" to musisz wyliczyć prąd średni i zastosować taki zasilacz. Dość sporą wydajność mają zasilacze do "radiostacji", może spojrzyj w tym kierunku.
Jeśli odbiornik jest na napięcie sieci, to chyba najprościej będzie zastosować by-pass, takie rozwiązanie UPSowe.

[Tomeqp]

No tak, tylko stosując by-pass otrzymałbym UPSa off-line. Taki już mam. (dokładnie to line-interactive) Ogólnie rzecz biorąc, nie potrzebuję nawet zasilacza awaryjnego z automatycznym przełączaniem na baterię, mógłbym to robić ręcznie, bo do komputera mam kupiony, ale fajnie by było coś takiego zbudować. Faktycznie by-pass byłby prostszym rozwiązaniem, ale to dopiero gdy UPS on-line mnie przerośnie. Obecnie zasilacza nie odbieram jako problem konstrukcyjny, bardziej właśnie ładowanie akumulatora. Jeszcze pomyślę. W każdym razie dowiedziałem się, że układ z samochodu nie będzie złotym środkiem.

Swoją drogą, wie ktoś może czy przetwornice 12-230V (takie pudełkowe) wydają jakieś dźwięki poza wentylatorem? Nie wydaje mi się, żeby przetwornice DC/AC sinusoidalne były bezgłośne, ale nie mam jak tego sprawdzić. Mój UPS dający prawie sinus dość głośno brzęczy.

[Pyra]

Swoją drogą, wie ktoś może czy przetwornice 12-230V (takie pudełkowe) wydają jakieś dźwięki poza wentylatorem? Nie wydaje mi się, żeby przetwornice DC/AC sinusoidalne były bezgłośne, ale nie mam jak tego sprawdzić. Mój UPS dający prawie sinus dość głośno brzęczy.

Mam przetwornicę true sinus 1,2kW i cały czas świerszczy, bo to określenie najlepiej oddaje dźwięk jaki wydaje.

[ledmocy]

Mam przetwornicę true sinus 1,2kW i cały czas świerszczy, bo to określenie najlepiej oddaje dźwięk jaki wydaje.

Taka zabawka musiała kosztowaćparę groszy

[Pyra]

Taka zabawka musiała kosztowaćparę groszy

Nazwijmy to "prezentem". Uruchomiłem kiedyś jeden układ w zaprzyjaźnionej firmie i mówię, że mają fajne przetwornice. Prezes na to "Panie Zenku, przynieś Pan z magazynu" a do mnie: "Wystarczy?"