Как я потратил 37 000 ₽ на аккуму­лятор для­­ автодома с AliExpress и что из этого вышло

Я строю автодом и в прошлом эпизоде уже рассказывал, как выбирал жилой модуль.

Пришло время заняться электросистемой, а это сложнее, чем в квартире. В автодоме есть аккумулятор, несколько источников тока, которые его заряжают, потребители постоянного тока 12 или 24 В и стандартные потребители переменного тока 220 В. Все это выглядит запутанно. Так что даже мне, знакомому с квартирным электромонтажом, пришлось разбираться.

Попробую подробно и понятно рассказать, на каких принципах строится система автодома и какое оборудование выбрал и купил я. Если вам не очень интересно копаться в технических деталях, можете воспользоваться содержанием и прочитать упрощенную версию моей истории. Спойлер: в ней фигурируют очумелые ручки и ушлые китайские производители.

Электросистема автодома — это комплекс оборудования, которое позволяет использовать кофемашину, холодильник и другие электроприборы. Наиболее просто и образно ее можно представить как бассейн: по нескольким трубам вода набирается, а по нескольким — вытекает.

Сам бассейн — это аккумулятор, там хранится энергия. Трубы, по которым набирается вода, — источники генерации электроэнергии. Они позволяют заряжать аккумулятор от вращения двигателя машины, внешнего питания 220 В или альтернативной энергии вроде солнца или, к примеру, ветра. А трубы, через которые вода вытекает,— это потребители, то есть чайники, микроволновки, освещение и прочее. Все это соединяется проводами.

Правильно построенная электросистема должна работать таким образом, чтобы в бассейне всегда была вода, которой бы хватало на все нужды. Тогда электросистема будет сбалансированной и оптимальной по стоимости.

Можно поставить мощный генератор или много солнечных панелей и аккумулятор малой емкости. Тогда он будет быстро заряжаться, источники — работать вхолостую, а энергия — пропадать. Верно и обратное: чтобы зарядить аккумулятор большой емкости, требуются мощные источники энергии, а значит, дорогие. Причем стоимость электросистемы растет пропорционально увеличению ее мощности.

При планировании электросистемы автодома следует в первую очередь определиться с потребителями, то есть электроприборами. Например, если вы строите автокровать  , будете путешествовать по два-три дня в выходные и вам нужно немного света и зарядка для гаджета — хватит небольшого аккумулятора на 70 А·ч и генератора автомобиля.

Если к этому набору добавить холодильник и автономный отопитель, аккумулятор потребуется больше — на 140 А·ч. Если увеличить автономность и добавить возможность стоять на одном месте без движения, надо поставить небольшую солнечную панель на 200 Вт. И так далее.

Я собираюсь строить автодом для длительного постоянного проживания. В нем будут кофемашина, микроволновка, фен, мультиварка, потребляющие во время работы до 1800 Вт, а с учетом конвертации постоянного тока 12 В в переменный — все 2300 Вт.

Поэтому и электросистему я буду строить соответствующую, которая позволит спокойно использовать мощные потребители до 2500 Вт и делать это долгое время.

Она будет выглядеть примерно так:

1. Аккумулятор Lifepo4 12В на 300 А·ч с БМС-платой  на 250 А.
2. Зарядное устройство от генератора автомобиля на 30 А.
3. Солнечные панели на 920 Вт с контроллером на 50 А.
4. Зарядное устройство от внешнего питания 220 В на 35 А.
5. Инвертор  на 2500 Вт, а в пике — до 5000 Вт.
6. Блоки предохранителей, соединительные кабели, устройства мониторинга и прочее.
7. Собственно потребители — бытовые приборы.

Может показаться, что проще не вдаваться в расчеты, а сразу сделать электросистему мощнее. Но все упирается в целесообразность и эффективное расходование бюджета.

В следующих постах я подробно расскажу обо всем оборудовании, но пока начну с основы электросистемы — аккумулятора.

Аккумуляторная батарея — это сердце автодома, тот самый бассейн, где хранится запас энергии. В автодомах используют аккумуляторы напряжением 12 и 24 В, и в зависимости от этого электросистему называют 12- или 24-вольтовой.

Первый вариант. Большинство потребителей — светодиодные ленты, светильники для автодомов, насосы для воды — будут работать на напряжении 12 В. Для их подключения не нужны преобразователи. Также можно подключить небольшую солнечную панель на 12 В через дешевый ШИМ-контроллер.

Главный минус 12-вольтовой системы — большие токи. Особое внимание надо уделить толщине проводов и надежности системы, чтобы автодом не сгорел. Например, мощный электрочайник 2000 Вт создает в 12-вольтовой системе ток до 200 А. Поэтому подключать аккумулятор к инвертору приходится проводом сечением 70 мм², который стоит 800 ₽ за 1 м. Для сравнения: в бытовой электросети 70 мм² хватит, чтобы запитать пару подъездов многоквартирного дома.

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

Минус в том, что на рынке продается меньше оборудования на 24 В и оно зачастую стоит дороже. Так что его сложнее подобрать или заменить.

Аккумуляторы в зависимости от того, из чего они сделаны, бывают разных типов: кислотные, гелевые, литийжелезофосфатные. Каждый тип имеет свои плюсы и минусы. Подробно останавливаться на них не буду — это тянет на отдельную, не очень интересную статью. Скажу лишь, что, по опыту большинства владельцев автодомов, лучший вариант — аккумулятор Lifepo4, который состоит из герметичных ячеек. Его же используют в электротранспорте — электромобилях и троллейбусах.

Плюсы — небольшой вес и честный объем, то есть такой аккумулятор можно полностью заряжать и разряжать. В случае с другими это можно сделать только наполовину, иначе они быстро деградируют и теряют емкость. Еще один плюс — долговечность при правильной эксплуатации.

Минусы тоже есть. Этот тип аккумулятора нельзя разряжать и заряжать при низкой температуре. Еще они выходят из строя, если перезарядить или разрядить их ниже положенного, поэтому ячейки Lifepo4 подключают к электросистеме не напрямую, а через специальную плату. Она управляет зарядом и разрядом ячеек, не допускает перезаряда или глубокой разрядки, контролирует ток и равномерность заряда всех ячеек. БМС-плата на высокий ток стоит дорого: подходящая мне, на 250 А, — 11 890 ₽.

Рабочее напряжение лития — 12,8—14 В, так что чувствительные к напряжению светодиодные ленты и светильники желательно подключать через понижающий DC-DC-преобразователь — он стоит около 300 ₽. Заряжать такой аккумулятор напрямую от генератора автомобиля нельзя: для зарядки ему требуется напряжение 14,4 В. Также сильно разряженный литиевый аккумулятор может высосать большой ток, что приведет к поломке генератора.

Таким образом, для зарядки такого аккумулятора от генератора требуется зарядное устройство DC-DC. Вариант на 30 А, который приобрел я, стоил 14 000 ₽. Для зарядки других типов аккумуляторов оно не требуется, нужно лишь устройство развязки аккумуляторов за 1000 ₽.

В моем автодоме аккумулятор и инвертор  будут располагаться в одном месте. Следовательно, количество самого дорогого провода для их подключения друг к другу будет невелико, а потери удастся снизить за счет короткого расстояния. Поэтому я выбрал 12-вольтовую систему и аккумулятор Lifepo4 на 300 А·ч.

Можно было пойти тремя путями:

1. Заказать сборку на «Авито» или специализированных сайтах.
2. Купить отдельные компоненты на AliExpress и собрать все самому.
3. Купить готовый заводской аккумулятор в сборке там же.

Я выбрал последний вариант. На распродаже AliExpress приобрел аккумулятор в сборке — брал в официальном магазине компании LitoKala за 37 600 ₽. Это популярная компания, которая занимается продажей отдельных компонентов для аккумуляторов, а также сборкой и продажей готовых батарей.

Аккумулятор приехал быстро и был хорошо упакован. Некоторое время он стоял без дела. Пару раз мы завели им машину, я тестировал разное оборудование, которое приходило с китайского сайта. А через какое-то время он перестал работать: сдохла плата БМС, которая находится внутри герметично запаянного корпуса.

Ну что ж, чуда не случилось: мне пришел китайский аккумулятор по цене китайского аккумулятора. Я решил его разобрать, докупить компонентов и собрать по-нормальному. Все получилось дешево и хорошо.

Чтобы добраться до внутренностей, аккумулятор за 37 000 ₽ пришлось распилить реноватором. Внутри оказалась простенькая БМС-плата на 100 А. Провода и перемычки тоже были тонковаты и рассчитаны максимум на сотню, а никак не на заявленные на этикетке 300 А. Хорошо, что это выяснилось на раннем этапе, а не в процессе испытаний током 200 А.

Из других плюсов: ячейки аккумулятора оказались нормальными, с реальной емкостью порядка 285 А при щадящей зарядке. Так что, учитывая, что я купил аккумулятор дешевле цены ячеек, все равно остался в плюсе. И в итоге решил заказать проверенную БМС-плату, активный балансир, перемычки и собрать все на ток до 250 А.

Клеммы на крышке корпуса использовать не стал, чтобы минимизировать количество соединений, — из корпуса и так сразу выходят толстые провода 70 мм². На корпусе я также расположил выключатель массы — рубильник, поворачивая который мы отключаем аккумулятор от всей системы автодома. Он обязательно должен быть доступен, чтобы, если запахнет паленым или заискрит какой-то прибор, можно было все выключить и разбираться с проблемой.

Напряжение 12 В для человека безопасно, но высокие токи — это, по сути, сварка, они могут что-нибудь расплавить и поджечь. Еще для защиты от короткого замыкания используются плавкие предохранители.

На AliExpress точно не стоит покупать аккумулятор в сборке: непонятно, что находится внутри. Я бы посоветовал два варианта.

Если не хочется заморачиваться, проще купить готовую сборку у людей, которые этим занимаются, например на «Авито». Они заказывают элементы у проверенных поставщиков и предварительно их тестируют, а также могут дать какую-никакую гарантию на месте.

Правда, я имею в виду не юридическую гарантию, а скорее, базовую ответственность и порядочность. Кроме того, у человека, который находится в России, банально больше возможностей оказать техподдержку, чем у продавца с AliExpress.

Если есть желание повозиться, можно купить на китайском сайте все элементы по отдельности: ячейки, перемычки, БМС-плату, провода, а затем собрать батарею самому. Особой сложности это не представляет — есть огромное количество видео на «Ютубе» по этой теме, но нужно время и желание разбираться.

Также важно изучить отзывы о продавце и проверить ячейки по прибытии: на всех должно быть одинаковое напряжение и оно должно соответствовать заявленному. Чтобы довести все до ума, понадобится некоторый инструмент: пресс для обжима наконечников, ключи, мультиметр и прочее. Если у вас всего этого нет, выгоднее пойти по первому сценарию и взять готовую сборку.

В моем случае даже с учетом подставы от аккумулятора все закончилось удачно, батарея на 285 А·ч обошлась примерно в 56 000 ₽. Считаю, это более чем адекватная цена.