«Аккумулятор за 37 000 ₽ пришлось распилить реноватором»: как я собирал электросистему для автодома

Герой реалити хочет построить автодом и уложиться в 1 000 000 ₽: часть 2

Этот текст написан в Сообществе, в нем сохранены авторский стиль и орфография

Товарищ Управляющий

Электросистема автодома сложнее электрики в квартире, где всегда есть 220 вольт переменного тока и на этом все заканчивается. Тут у нас есть аккумулятор, несколько источников, которые его заряжают, а также потребители постоянного тока 12/24 вольта и наши стандартные домашние потребители переменного тока 220 вольт. Все это выглядит довольно запутанно, так что даже мне, знакомому с квартирным электромонтажом, пришлось разбираться. В этой статье попробую довольно подробно и понятным языком, без лишнего электротехнического душнилова, рассказать на каких принципах строится система автодома, какое оборудование выбрал и купил я, а также о моей истории с покупкой аккумулятора на Али.

Как устроена электросистема автодома

Электросистема автодома — это комплекс оборудования, которое позволяет использовать в автодоме электроприборы — кофемашину, холодильник и т.д. Наиболее просто и образно электросистему можно представить как бассейн с водой, в который по нескольким трубам вода набирается, а по нескольким вытекает. Сам бассейн — это аккумулятор, там хранится энергия. Трубы, по которым вода набирается — источники генерации электроэнергии, которые позволяют аккумулятор заряжать от вращения двигателя машины, внешнего питания 220 вольт или альтернативной энергии — солнца, ветра и т.д. А трубы, через которые вытекает вода — это потребители, наши с вами чайники, микроволновки, освещение и т.д. Соединяется это все проводами.

Правильно построенная электросистема должна работать таким образом, чтобы в бассейне всегда была вода и ее на все хватало, тогда система будет сбалансированной и оптимальной по стоимости. Можно, например, поставить мощный генератор или много солнечных панелей, что довольно дорого, но аккумулятор малой емкости, он будет быстро заряжаться и наши источники будут работать вхолостую, а энергия пропадать. Верно и обратное: чтобы зарядить аккумулятор большой емкости, требуются мощные источники энергии, а значит дорогие. Причем стоимость электросистемы с увеличением ее мощности растет экспоненциально.

При планировании электросистемы автодома следует в первую очередь определиться с потребителями, т.е что вы будете в автодоме использовать. Например, если вы строите «автокровать» и будете путешествовать 2-3 дня на выходных, а из потребителей вам нужно немного света и зарядить гаджеты, то вам хватит небольшого аккумулятора на 70 Ач и генератора автомобиля.

Если к этому набору добавляется автономный отопитель — сухой фен, который так же потребляет энергию для вращения вентилятора и накала свечи, и холодильник, то аккумулятор потребуется по-больше, на 140 Ач. Добавить чуть больше автономности и стоять на одном месте без движения — небольшую солнечную панель на 200 Ватт. И так далее.

У меня будет автодом для длительного постоянного проживания, в нем будут мощные потребители — кофемашина, микроволновка, фен, мультиварка, потребляющие во время работы до 1800 Вт, а с учетом конвертации постоянного тока 12 В в переменный — все 2300 Вт, так что и электросистему я буду строить соответствующую, позволяющую спокойно использовать мощные потребители до 2500 Вт и делать это достаточно долгое время.

Примерно она будет выглядеть так:

Аккумулятор Lifepo4 12В 300 Ач с БМС на 250А
Зарядное устройство от генератора автомобиля (DC-DC зарядное устройство) на 30А
920 Вт солнечных панелей с МРРТ контроллером на 50А
Зарядное устройство от внешнего питания 220В на 35А
Инвертор с чистым синусом на 2500 Вт (в пике до 5000 Вт)
Блоки предохранителей, соединительные кабели, устройства монторинга и т.д.
Потребители.

В следующих статьях я подробно расскажу обо всем оборудовании, что я выбрал и купил и что оно делает, сегодня же начнем с основы электросистемы — аккумулятора.

Аккумулятор

Аккумуляторная батарея (АКБ) — это сердце нашего автодома, тот самый бассейн где хранится запас энергии. В автодомах используют аккумуляторы напряжением 12 В и 24 В и в зависимости от этого электросистему называют 12-вольтовой или 24-вольтовой. 12-вольтовая система наиболее простая и доступная.

Большинство потребителей, которые можно приобрести на рынке будут работать на напряжении 12 вольт — светодиодные ленты, светильники для автодомов, насосы для воды, привод маркизы и прочие, т.е для их подключения не требуются никакие преобразователи. Так же можно подключить к ней небольшую солнечную панель на 12 вольт через неэффективный, но очень дешевый шим-контроллер.

Главным минусом 12-вольтовой системы являются большие токи, соответственно особое внимание нужно уделить толщине проводов и надежности всей системы, чтобы наш автодом не сгорел. Например, мощный электрочайник в 2000 Вт создает в 12-вольтовой системе ток до 200А, соответственно подключать аккумулятор к инвертору приходится проводом сечением 70 мм квадратных, который стоит 800р/метр. Для сравнения в бытовой электросети 220 вольт 70 квадратов хватит чтобы запитать пару подъездов многоквартирного дома.

24-вольтовая система в автодомах встречается реже, но в последнее время все больше потребителей, предназначенных для автомобилей, делают с возможностью работать как от 12, так и от 24 вольт, что делает ее более доступной. Основной ее плюс в том, что токи в два раза меньше, соответственно можно использовать более тонкие провода и за счет более высокого напряжения меньше потери.

Минус в том, что оборудования на 24 вольта все же меньше, меньше выбор и оно зачастую стоит дороже, так что сложнее подобрать или заменить его при необходимости.

Аккумуляторы, в зависимости от того, из чего они сделаны, бывают разных типов — кислотные, АГМ, Гелевые, Литий-железо-фосфатные (Lifepo4). Все они имеют свои плюсы и минусы. Подробно здесь останавливаться на каждом из видов АКБ мы не будем, это тянет на отдельную не очень интересную и душную статью. Скажу лишь, что по опыту большинства владельцев автодомов, наилучшим вариантом является Lifepo4 аккумулятор. Это аккумуляторы, используемые в электротранспорте — электромобилях или троллейбусах и состоят из герметичных ячеек.

Плюсом данного типа аккумулятора является небольшой вес по сравнению с другими типами и «честный объем» — т.е их можно полностью заряжать и полностью разряжать, в то время как другие типы АКБ можно разряжать только наполовину, иначе они быстро деградируют и теряют емкость, т.е возить приходится вес полного аккумулятора, а используется только половина. Долговечность при правильной эксплуатации.

Минусы тоже есть — данный тип АКБ нельзя разряжать и заряжать при низкой температуре, так же они выходят из строя, если их перезарядить или разрядить ниже положенного, поэтому ячейки Lifepo4 подключаются к электросистеме не напрямую, а через специальную БМС-плату. Она управляет зарядом/разрядом ячеек, не допускает перезаряда или глубокой разрядки, контролирует ток, равномерность заряда всех ячеек. БМС-плата на высокий ток стоит дорого, например подходящая мне, на 250А вышла на 11890.

Так же рабочее напряжение лития 12,8-14 вольт, так что чувствительные к напряжению светодиодные ленты и светильники желательно подключать через понижающий dc-dc преобразователь — небольшую плату, которая стоит недорого. Заряжать такой аккумулятор напрямую от генератора автомобиля нельзя, так как ему требуется напряжение 14,4 вольта для зарядки, а так же сильно разряженный литиевый аккумулятор может «высосать» большой ток, что приведет к поломке генератора.

Таким образом для зарядки такого АКБ от генератора требуется DC-DC зарядное устройство, например тот вариант который приобрел я на 30А, стоил 14000р, для зарядки других типов аккумуляторов такое устройство не требуется, нужно лишь устройство развязки аккумуляторов за 1000 рублей.

В моем автодоме аккумулятор и инвертор (преобразователь 12-220В) будут располагаться в одном месте, соответственно количество самого дорогого провода будет невелико, а потери так же удастся снизить за счет короткого расстояния. Поэтому я выбрал 12-вольтовую систему и аккумулятор Lifepo4 на 300Ач.

Есть разные варианты покупки такого аккумулятора — заказать сборку на Авито или специализированных сайтах, купить отдельные компоненты на Алиэкспресс и собрать самому, либо купить готовый заводской аккумулятор в сборе на Алике. Я выбрал последний вариант, и он оказался неудачным, об этом сейчас и расскажу.

На распродаже на Али я приобрел аккумулятор в сборе в официальном магазине компании LitoKala за 37600р. Это достаточно популярная компания, которая занимается как продажей ячеек, так и сборкой и продажей готовых аккумуляторов. При этом сами ячейки они не производят, а используют восстановленные ячейки от электротранспорта, новых ячеек на Али в продаже нет. Это не говорит, что ячейки плохие, по соотношению цена/качество это хорошее, доступное решение.

Аккумулятор приехал быстро и хорошо упакованный, он некоторое время стоял, пару раз мы завели им машину, я тестировал на нем всякое оборудование, которое приходило с Алика, и через какое-то время он просто перестал работать — сдохла та самая плата БМС, которая находится внутри герметично запаянного корпуса.

Так аккумулятор за 37000р пришлось распилить реноватором, внутри оказалась простенькая БМС на 100А, провода и перемычки тоже были тонковаты и рассчитаны максимум на 100А, а никак не на заявленные на этикетке 300А. Так что хорошо, что выяснилось это все на таком раннем этапе, а не в процессе испытаний током в 200 ампер.

Было принято решение заказать отдельно нормальную проверенную БМС, активный балансир, перемычки и собрать это все по нормальному на ток до 250А. Сами ячейки оказались нормальными, с реальной емкостью порядка 285А при «щадящей» зарядке, а учитывая что АКБ я купил по сути дешевле цены ячеек, то и получил за его цену ячейки.

Вот так это выглядело и что в итоге получилось:

Клеммы на крышке корпуса я использовать не стал, чтобы минимизировать количество соединений, из корпуса сразу выходят толстые провода 70 мм2, на корпусе так же расположил выключатель массы — рубильник, поворачивая который мы отключаем аккумулятор от всей системы автодома. Он должен быть обязательно и должен быть в доступе, чтобы в случае чего, если запахло паленым или заискрил какой-то прибор, выключить все и разбираться с проблемой.

Напряжение 12 вольт для человека полностью безопасно, но вот высокие токи — это, по сути, сварка, они могут смело что-нибудь расплавить и поджечь. Так же для защиты от короткого замыкания используются плавкие предохранители, но о сборке мы подробно поговорим в будущем, когда вся система будет собрана в автодоме.

По аккумулятору могу сделать следующие выводы: АКБ в сборе на Али покупать точно не стоит, непонятно что внутри и не ремонтопригодно.

Если не хочется заморачиваться — проще всего купить готовую сборку у людей, которые этим занимаются — например на Авито, они заказывают элементы у проверенных поставщиков и тестируют их перед сборкой, так же могут дать какую-никакую гарантию на месте.

Есть варианты на любой вкус и кошелек, даже очень специфические вещи — например Cosmosvan собирает аккумуляторы из новых элементов CATL, используемых в электромобилях, которые заказывает напрямую на заводе, но и цена на них получается космос — например батарея на 12в 240Ач будет стоить 89000р, а 12в 320Ач — 115000р.

Моя батарея на 285Ач вышла мне примерно в 56000р в итоге.

Если есть желание заниматься — можно купить на Али все элементы по-отдельности — ячейки, перемычки, БМС, провода и т.д и собрать батарею самому, особой сложности это не представляет — есть огромное количество видео на Ютубе по этой теме, но нужно время и желание в этом разбираться. Так же важно изучить отзывы на продавца и проверить ячейки по прибытии.

Понадобится некоторый инструмент — пресс для обжима наконечников, ключи, мультиметр и т.д, и если у вас всего этого нет, то все же выгоднее будет взять готовую сборку.

Стоимость сборки моего аккумулятора: