Литий-титанатный аккум в авто

[mpa]

1 час назад, maks1978 сказал:

Вот нарыл небольшое чтиво. 

http://www.akb-energy.ru/rus/produkti/litii-ionnie-akkumulyatori-sistemi-lifepo4--li4ti5o12-litii-titanat/
Там сравнение кислотного, обычного лития и титанатного аккумов. Про их использование тоже интересные данные (особенно в США)

Особенно интересны данные по максимальных продолжительных токах заряд/разряд.

Это замечательно, но в глаза бросается, что в презентации по ссылке сравниваются некие абстрактные аккумуляторы разных типов, но не готовые изделия в виде батарей с заявленными конкретными характеристиками и пригодные для использования в автомобилях.

Как известно, дьявол кроется в деталях.

Не будем рассуждать про цену, с нею все и так понятно.

Внутреннее сопротивление этих батарей примерно в 4 раза меньше, чем у свинцовых. А напряжение одной банки примерно совпадает со свинцовым. 

Сможет ли штатный генератор обеспечить зарядку? А если литий-титанатная АКБ наполовину разряжена (например, до напряжения 10 Вольт - стартером долго крутили)?

Не сгорит генератор вашего авто синим пламенем, пытаясь отдать батарее ток в 4 раза больше, чем потребовал бы в аналогичных условиях свинцовый?

Да, все это можно решить использованием всевозможных контроллеров для управления зарядом/разрядом. Но где они? Где их ТТХ?

И какие характеристики в итоге будет иметь изделие в виде готовой к установке на автомобиль батареи на основе литий-титаната?

Короче говоря, тема о перспективах и целесообразности использования литий-титанатных АКБ в качестве стартерных АКБ для автомобилей пока не раскрыта. 

[maks1978]

Насколько я знаю, генератор характеризуется токами отдачи, а не нагрузки. Например, если гена на 115 А, то он может выдать максимум 115 Ампер. А подключать можно хоть 1000 А - он просто больше 115 не выдаст.
Иначе у каждого второго дизелиста, кто нацеплял по 40-50А  доп нагрузки на штатного 75 А/ч гену, последний бы выходил из строя.
Кстати, многие пользуются лебедками, которые жрут по 400+ А, но генераторы не горят ни о кого... Или у каждого в авто установлены всевозможные контроллеры для управления лебедкой (переключение нагрузки только на аккум)? Эт так, к слову пришлось

42 минуты назад, mpa сказал:

Короче говоря, тема о перспективах и целесообразности использования литий-титанатных АКБ в качестве стартерных АКБ для автомобилей пока не раскрыта. 

Раскрыта. Я приводил ссылки на другие форумы. Но статистики маловато, это да...

Изменено 10 сентября, 2018 пользователем maks1978

[mpa]

2 часа назад, maks1978 сказал:

Насколько я знаю, генератор характеризуется токами отдачи, а не нагрузки. Например, если гена на 115 А, то он может выдать максимум 115 Ампер. А подключать можно хоть 1000 А - он просто больше 115 не выдаст.

Подключают не 1000 ампер, а нагрузку. Которая характеризуется внутренним сопротивлением и потребляет от генератора ток. 

1000 ампер рассчитанный на 115 ампер генератор конечно не выдаст. Он просто сгорит. Такая нагрузка эквивалентна короткому замыканию на выходе генератора. Сначала сгорит диодный мост, потом реле-регулятор. А если все сложится особенно "удачно", то и обмотки.

Источники напряжения -  и АКБ и генератор, в свою очередь, имеют собственное внутреннее сопротивление. Причем батарея имеет внутреннее сопротивление на порядок меньше чем генератор. Именно это позволяет ей отдавать в нагрузку гораздо больший ток. Поскольку на автомобиле генератор и АКБ включены параллельно, то основной вклад при подключении очень мощной нагрузки (той же лебедки) несет АКБ. При этом внутреннее сопротивление даже очень мощной лебедки  гораздо выше, чем внутреннее сопротивление АКБ. Поэтому и генератор при этом не сгорает, но АКБ все-таки разряжается.  Если проявить терпение и долго забирать от батареи большой ток, то она разрядится сильно. Ее напряжение уменьшится настолько, что она сама станет для генератора нагрузкой. И  основной ток в нагрузку  (заряд АКБ + лебедка) будет отдавать уже генератор. Через какое-то достаточно короткое время генератор все-таки сгорит. 

Разряженная батарея сама является для генератора нагрузкой.  И ток, который она потребляет для зарядки от генератора, зависит в том числе и от ее внутреннего сопротивления. Потому и вопрос возник про живучесть генератора. 

 

На этом, раздавленный тяжестью аргументов в предыдущем вашем посте, свое участие в обсуждении заканчиваю.

 

[maks1978]

1 час назад, mpa сказал:

На этом, раздавленный тяжестью аргументов в предыдущем вашем посте, свое участие в обсуждении заканчиваю

Без этого уйти нельзя? Что за народ пошел.
А я вот утверждаю (производители в каталогах тоже), что внутреннее сопротивление кислотных аккумуляторов находится в пределах от3 до 7 мОм. Возьмем среднее для хорошего аккума - 5 мОм. По закону дедушки Ома максимальное потребление аккумулятора должно составить I=U/R = 14,4/0,005=2880А. В разряженном состоянии сопротивление достигает значения, более чем в 2 раза превышающего его величину в заряженном состоянии. Соответственно, 2880:2=1440А. Всеравно не мало как то...  А может мы еще потери посчитаем и приплюсуем на проводах и соединениях? Сколько в итоге нужно добавить, чтобы гена на 115А не сгорел?

Я криво написал просто, но имелось ввиду, что сопротивление проводов и соединений в любом случае будет на порядок а то и больше сопротивления аккумулятора. Любого. 

Так может тогда ну его, бодаться за эти милиомы и пытаться выпрыгнуть из своих штанов?

А вот теперь да.

1 час назад, mpa сказал:

На этом, раздавленный тяжестью аргументов в предыдущем вашем посте, свое участие в обсуждении заканчиваю.

 

Изменено 10 сентября, 2018 пользователем maks1978

[дед мазай]

Ваши вычисления , конечно , впечатляют! Однако в них закралась системная ошибка. Генератор работает на аккум, включённый встречно и в вашем примере разряженный "совсем в ноль", чего на практике вообще то не бывает. Соответственно формула "старика Ома" приобретает вид - I=Uген-Uбат/R. 

Напомню , что батарея  разряженная до 10 В считается полностью разряженной и подлежит  принудительной зарядке. Каково при этом её внутреннее сопротивление одному Б. известно.

Уверения известных производителей о внутреннем сопротивлении в 3-7 мОм считаю несколько идеализированными ну или , по крайней мере, относящимися к полностью заряженному аккуму. Чтобы оценить внутреннее сопротивление батареи  хотя бы оценочно, достаточно поделить, по той же "формуле старика Ома" напряжение на батарее на "ток холодной прокрутки", приводимый теми же производителями.  При расчёте следует помнить, что напряжение снижается, но не должно быть ниже 10 В ( в противном случае батарея бракуется).

А коково внутреннее сопротивление разряженной батареи не известно , наверное, и производителям.

Потери в проводах и контактах можете не считать , при условии, что напряжение в 14,4 В меряете уже на клемах батареи.

[neon416]

19 часов назад, mpa сказал:

1000 ампер рассчитанный на 115 ампер генератор конечно не выдаст. Он просто сгорит.

Не сгорит. При любом сопротивлении нагрузки включая к.з.

Про лебедку вообще поржал - налицо полное непонимание физики процесса. Рассказываю: лебедка потребляет более 200А. Из них генератор всегда дает свой максимально возможный ток, остальное - аккумулятор. Это связано с тем, что генератор имеет значительно меньшее внутреннее сопротивление. От этого, кстати, и горят плюсовые провода генератора, не рассчитанные на такие токи долговременно. 

[neon416]

18 часов назад, maks1978 сказал:

Я криво написал просто, но имелось ввиду, что сопротивление проводов и соединений в любом случае будет на порядок а то и больше сопротивления аккумулятора. Любого. 

Нет конечно.

 

[maks1978]

Млять, запутался уже вконец с этими "спецами". Неон, спасибо. Развеял закравшиеся было сомнения, не прокурил ли я физику в школе?
Оказалось, частично прокурил... Чего-то не учел обратной связи от акб к гене и не подумал что РР будет регулировать напряжение на аккуме, а не на силовой клемме генератора.

Дед мазай, спасибо за уточнение. На скорую руку попытался ответить "спецу". Многое упустил при этом.

Ясно, что таких токов в жизни не будет. Пытался просто пояснить, что гене похер на нагрузку - выдаст сколько сможет и все. Поэтому пример некорректный и кривой.
 

 

 

Изменено 11 сентября, 2018 пользователем maks1978

[Saygon]

В 10.09.2018 в 12:04, Mortalle сказал:

Да не вопрос, http://www.optimabatteries.ru/

Если ктото думает, что я не Ыбался с обычными аккумами - то это не правда. В полный рост. И мне это надоело.

Дело в том, что я очень часто (не покатушки, нет) использую лебедку. А вот именно она , с токами под 300А - добивает аккум очень быстро. 2-3 года. Осыпаются пластины и саморазряд (для прошареных)

 Макс, инженерно, мне твоя затея - нравится. Но это нерационально. Именно поэтому не используется у нормальных автопроизводителей. Кетайцы не в счет, у них пока  в жопах ядерный огонь бушует....

 

Ну, и чего Это? Где тут GeLевые аккумы? Там сплошной AGM, вот и офподтверждение, так сказать первоисточник, от АндреяА100

https://www.optimabatteries.com/en-us/technology/agm-batteries

нету у Оптимы геля, но в остальном согласен с вами полностью, заряд очень быстрый, минусовые температуры вывозит и значительные, а цена, ну незнаю у меня до Тайгера Нива 2329 пикап на РедТопе за 13₽, Пинин на РедТопе за 16₽, сейчас Тайгеру желток на 76А/ч буду брать за 24₽, машина то, тоже недешовая, в сравнении с приведенными марками выше. За то, уверенность и стабильность! А Тюменский Лось с Вебастой 4 кВт живет один год, вернее зиму, это если приседать возле него хотябы раз в месяц, из личного опыта.

[Lynx]

В 11.09.2018 в 18:37, maks1978 сказал:

Пытался просто пояснить, что гене похер на нагрузку - выдаст сколько сможет и все.

А сгоревшие генераторы откуда берутся?

[maks1978]

26 минут назад, Lynx сказал:

сгоревшие генераторы откуда берутся?

А у тебя их много? Вышли хоть один. Доставку оплачу.

[Lynx]

1 час назад, maks1978 сказал:

А у тебя их много?

Было 2 ящика. В цветмет отправил.

[Paulus]

В 06.09.2018 в 23:11, maks1978 сказал:

Создам темку для холивара. Прошу высказывать свое мнение и мысли по этому поводу.

Как известно свинцово-кислотные аккумуляторы живут долго когда находятся в полностью заряженном состоянии. И вот здесь то и кроются все проблемы быстрого выхода их из строя. Они просто не успевают полностью заряжаться если авто имеет непродолжительные пробеги между стартами мотора. Особенно зимой, когда холодный аккум практически не заряжается.

И вот здесь есть предложение поставить параллельно основному аккумулятору литий-титанатный из шести ячеек. Во время работы мотора он будет заряжаться до напряжения питания генератора (14,4-14,7 В), а после остановки будет разряжаться, подзаряжая основной аккум.

Расчёт дозарядки:

Одна ячейка литий-титаната в полностью заряженном состоянии имеет напряжение 2,7 В. При напряжении питания генератора 14,7 В на одну ячейку литий-титаната придётся 2,45 В. Будет небольшой недозаряд примерно процентов 25 до максимума, это не критично. При разряде до напряжения 12,9 В на ячейку будет приходиться по 2,15 В. Таким образом дельта В составит 0,3 В, что есть примерно 30 процентов от ёмкости. Отсюда имеем при ёмкости ячеек литий-титаната 30 Ah дозарядка основного аккума составит примерно 9 Ah за цикл.

[maks1978]

Да многие давно уже так и делают. Более прогрессивные выкинули нах. свинец и ездят только на титанате.

Я вон жду посылку свою (через пару дней приедет уже) и тоже буду ставить. Пока в параллель со свинцом, а там жизнь покажет.

Пока взял на пробу небольшую емкость, в сумме 20 А/Ч  с заявленным пусковым током почти 2000 А (2 штуки в параллель).

Хочу оценить как оно зимой уживется со стареньким кислотником.

И чихать я хотел на мнение "специалистов", у которых генераторы ящиками горят и отправляются на свалку. От большого ума, наверное...

Изменено 1 октября, 2018 пользователем maks1978

[Paulus]

Только что, maks1978 сказал:

Пока взял на пробу небольшую емкость, в сумме 20 А/Ч  с заявленным пусковым током почти 2000 А (2 штуки в параллель).

Я так понял две штуки - это две батареи по 10 Ah?

А по сколько ячеек в батарее?

[maks1978]

По 6. На круг 12 штук. 6х2

Изменено 1 октября, 2018 пользователем maks1978

[Paulus]

2 минуты назад, maks1978 сказал:

По 6. На круг 12 штук. 6х2

И это вместо штатного аккума или параллельно?

Всё, увидел, - параллельно

Изменено 1 октября, 2018 пользователем Paulus

[maks1978]

пока параллельно. Взял призматики тошибовские, так как показалось, что их разместить НЕ в моторном отсеке будет проще.

Если все понравится, то на следующий год поставлю цилиндры на 40 А/ч минимум, а призматики переедут супруге в пузотерку.

Вообщем, буду тестировать зимой и потом к какому-то варианту приду, думаю. Может так и оставлю - кислотник+титанат. Посмотрим, короче...

Изменено 1 октября, 2018 пользователем maks1978

[Paulus]

В 11.09.2018 в 16:22, neon416 сказал:

Не сгорит. При любом сопротивлении нагрузки включая к.з.

Про лебедку вообще поржал - налицо полное непонимание физики процесса. Рассказываю: лебедка потребляет более 200А. Из них генератор всегда дает свой максимально возможный ток, остальное - аккумулятор. Это связано с тем, что генератор имеет значительно меньшее внутреннее сопротивление. От этого, кстати, и горят плюсовые провода генератора, не рассчитанные на такие токи долговременно. 

Про мощность генератора скажу, что он и больше заявленной может выдать. Здесь же всё просто – вспоминаем физику – на обмотках генератора создаётся напряжение!!, величина которого пропорциональна оборотам ротора и величине магнитного поля на нём же. Дальше, - делим полученное напряжение на сопротивление (обмотки генератора + нагрузки) – получаем ток, который идёт по цепи.

Теперь переходим к регулятору напряжения на генераторе. При достижении определённого порогового значения вольт регулятор отключает подачу тока на ротор. Магнитное поле ротора исчезает, напряжение на обмотке статора начинает падает. Затем по определённому порогу регулятор опять включает ток на ротор.

Теперь рассмотрим падение напряжения которое приходится на генератор и на нагрузку:

Допустим мы имеем ток, потребляемый от генератора 75 А и напряжение на выводах 14,5 В. Сопротивление обмотки статора примерно 0,2 Ом, таким образом падение напряжения на обмотке будет равно 15 В (75*0,2). Ещё к этому нужно прибавить падение напряжения на диодном мосте, - около 2 В.  Таким образом, имеем (14,5+15+2)=31,5 В должно вырабатываться в сумме на обмотке статора и это на определённых оборотах двигателя, при этом не максимальных (2000-2500 примерно).

Если мы увеличим отбираемый ток допустим до 100 А, тогда падение на статоре будет уже (100*0,2)=20 В, плюс падение на диодах 2 В и плюс 14,5 В на выводах генератора. В сумме это 36,5 В. Чтоб их создать нужны обороты в (36,5/31,5)=1,16 раз больше чем в предыдущем случае.

Теперь когда напряжения и токи рассчитаны можно прикинуть какая же мощность выделяется на генераторе в виде тепла и какой у него будет кпд. При 75 А: (17*75)=1275 Вт, и (14,5/31,5*100)=46% кпд. При 100 А: (22*100)=2200 Вт, и (14,5/36,5*100)=40% кпд.

Как видим мощность которую должен рассеять генератор не такая уж маленькая, что как раз и может привести к сгоревшим обмоткам и диодным мостам. И ещё обратите внимание на кпд, не сильно впечатляющий как для генератора так и электродвигателя.

[neon416]

Редкой странности рассуждения.

Регулятор напряжения поддерживает выходное напряжение на заданном уровне (+- термокомпенсация) с помощью регулировки тока возбуждения. Причем, не смотря на то, что регулятор работает в ключевом режиме, ток на обмотке возбуждения практически не меняется в процессе регулирования. Ибо самоиндукция. Максимальный же ток, выдаваемый генератором, ограничивается максимальным током возбуждения, ограниченным в свою очередь сопротивлением обмотки возбуждения.

Т.е. во-первых выходное сопротивление генератора очень мало и не зависит от сопротивления обмоток, диодов и т.п. (в этой теме обсуждается именно оно, а не внутренние процессы в генераторе). А во-вторых генератор ни при каких условиях не может выдать ток, превышающий его возможности. Разумеется, речь об исправном и правильно сконструированном генераторе. В т.ч. наших.

На практике (тут же все любят это магическое словосочетание) это выглядит так. При работе лебедки, например, от бортовой сети потребляется ток, всегда превышающий токовые возможности генератора. При этом напряжение сети падает, т.к. часть тока начинает забираться с АКБ, а регулятор в генераторе полностью открывается, формируя предельно возможный  ток возбуждения. И что-то вот генераторы не горят. Ни одного случая мне не известно.

P.S. Про расчиоты. Сопротивление обмотки статора нашего генератора на 115А - 0.05 Ом. А падение напряжение на выпрямительном диоде при токе 100А - 0.8В. Ибо шоттки. И разумеется, система охлаждения генератора рассчитана на на работу в режиме максимального тока.

[Paulus]

21 час назад, neon416 сказал:

Редкой странности рассуждения

Окей, попробую донести свою мысль ещё раз

Откуда берётся ток в генераторе?

Подключаем напряжение к обмотке возбуждения => по обмотке начинает идти ток => ток создаёт магнитное поле => при вращении ротора магнитное поле ротора пересекает обмотки статора генератора => на обмотках возникает электродвижущая сила (ЭДС) => подключая к обмотке статора сопротивление, по цепи начинает идти ток.

Величина ЭДС рассчитывается по следующей формуле:

Е=k2*f*w*Ф

Где: k2 – обмоточный коэффициент, f – частота вращения ротора, w – число витков в обмотке статора, Ф – величина магнитного поля ротора

Так как обмотки статора соединены между собой звездой, итоговое напряжение будет равно:

U=1,73*E

Ток выдаваемый генератором вычисляем поделив напряжение на сопротивление

I=U/(r+R)

Где: r – сопротивление обмоток статора, R – сопротивление нагрузки

К этой формуле необходимо добавить индуктивное сопротивление обмотки статора:

I=U/ sqrt(sqr(r+R)+ sqr(x))

Где: x – индуктивное сопротивление

Индуктивное сопротивление увеличивается пропорционально частоте ЭДС и пропорционально квадрату числа витков в фазе.

P.S.

Правильно подобранное число витков в фазе является тем самым ограничителем максимального тока отдачи генератора.

[maks1978]

Так а вывод то какой из всего этого?

А вывод прост - нормально сконструированный генератор никогда не сгорит от любой подключенной нагрузки. Даже от КЗ на выходе.

[AlKri]

4 часа назад, Paulus сказал:

....является тем самым ограничителем максимального тока отдачи генератора.

И ещё - а не припомните, от чего питается сама обмотка возбуждения? И что будет при КЗ на выходе...

Изменено 2 октября, 2018 пользователем AlKri

[neon416]

14 часов назад, Paulus сказал:

 

Правильно подобранное число витков в фазе является тем самым ограничителем максимального тока отдачи генератора.

Нет. Ограничителем тока является сопротивление обмотки возбуждения (ротора).  Т.е. даже если на нее подать тупо 12В, генератор не сгорит. 

[Paulus]

16 часов назад, AlKri сказал:

И ещё - а не припомните, от чего питается сама обмотка возбуждения? И что будет при КЗ на выходе...

Ну если рассматривать генератор отдельно от аккума, то да, потухнет всё от КЗ. Так как обмотка возбуждения питается от обмотки статора. И при КЗ напряжение на выводах генератора станет = 0, => нечем будет питать обмотку ротора