Kaksoisakkurele, älylaturi ja maasähkö

Puuveneiden sähkölaitteet. Sytytys- lataus- ja lisälaitteet.
Avatar
ijp
Viestit: 292
Liittynyt: 02.05.2005 20:36
Paikkakunta: Siuntio

Re: Kaksoisakkurele, älylaturi ja maasähkö

Viesti Kirjoittaja ijp » 19.06.2015 15:09

Piti ruveta Googlaamaan tätä kahden akun pysyvää rinnankytkentää. Eli vastaan itse itselleni.

Kahden tai useamman akun rinnankytkentä toimii kunhan kytkentä tehdään niin että kuormaa ei kytketä vain yhden akun napoihin.

Eli EI näin:
Kuva

Vaan näin:
Kuva

Tai vielä parempi (navoille menevät johdot suunnilleen yhtä pitkät):
Kuva

Kuvat ja lisää juttua aiheesta sivulta: http://www.smartgauge.co.uk/batt_con.html
Ilkka

Avatar
venealeksi
Viestit: 484
Liittynyt: 17.04.2003 16:22
Paikkakunta: Tampere
Viesti:

Re: Kaksoisakkurele, älylaturi ja maasähkö

Viesti Kirjoittaja venealeksi » 20.06.2015 9:01

Jos johtosi ovat riittävän vahvat ei noilla kytkennöillä ole mitään eroa kunhan akkujen väliset johdot on suhteelisen lyhyitä. Eli ei useita metrejä.
Jännitteen alenema 25-50 mm2 akkukaapelissa 1m matkalla on todella,todella pieni venekäytön virroilla.

Aleksi

Avatar
CC
Viestit: 809
Liittynyt: 17.05.2008 1:50
Paikkakunta: JKLn MLK

Re: Kaksoisakkurele, älylaturi ja maasähkö

Viesti Kirjoittaja CC » 20.06.2015 12:25

venealeksi kirjoitti:Jos johtosi ovat riittävän vahvat ei noilla kytkennöillä ole mitään eroa kunhan akkujen väliset johdot on suhteelisen lyhyitä. Eli ei useita metrejä.
Jännitteen alenema 25-50 mm2 akkukaapelissa 1m matkalla on todella,todella pieni venekäytön virroilla.

Aleksi
Tuo on väärä oletus, vaikka äkkiseltään tuntuu oikealta. Avain on akun olematon sisäinen vastus, joka laitettuna sijaiskytkentään selittää asian laskennallisestikin.
36 Cavalier Crusader, nyttemin uudessa kodissa.

Avatar
venealeksi
Viestit: 484
Liittynyt: 17.04.2003 16:22
Paikkakunta: Tampere
Viesti:

Re: Kaksoisakkurele, älylaturi ja maasähkö

Viesti Kirjoittaja venealeksi » 20.06.2015 14:31

Korjan lausuntoani. ;)
No siis teoria tasolla artikkelin kirjoittaja on ihan oikeassa.

Käytännössä.
Ilmiön merkitys korostuu virran kulutuksen kasvaessa. Artikkelissa purkuvirta oli 100A.
Harvassa veneessä on pidempi kestoisia 100A kuormia ilman että moottori käy eli lataus on päällä.
Starttaus on sellainen mutta kestää joitain sekunteja. Ajatellaan 10sec.

Eli vaikka akkujen välille tulee lyhyen suuren kuormituksen aikana lievä epätasapaino. Se korjaantuu hyvin nopeasti ladattaessa ( Moottori siis käynnistyy).
Artikkelin kirjoittajan esimerkissä huonoimmassa kytkennässä:
" Battery internal resistance = 0.02 Ohms
Interconnecting lead resistance = 0.0015 Ohms per link
Total load on batteries = 100 amps

The bottom battery provides 35.9 amps of this.
The next battery up provides 26.2 amps.
The next battery up provides 20.4 amps.
The top battery provides 17.8 amps."

Ajatellen kuormituksen kestoksi 10 sekuntia. Ja muuttaen käytetyn virran kulutetuksi akun kapasiteetiksi.
Balanssiero 100Ah akkujen välillä tuosta kuormituksesta on melko pieni.
Varaus kapasiteetin käyttö
35,9 = 0,0997222222 Ah
26,2 = 0,0727777778 Ah
20,4 = 0,0566666667 Ah
17,8 = 0,0494444444 Ah

Erotus 0,0502777778 Ah

Jos taas ei puhuta normaali veneen sähköistyksestä vaan esim sähkömoottori käytöstä niin silloin tilanne muuttuu koska puretaan suurilla virroilla pitkiä aikoja mutta yleensä nostetaan myös mieluummin jännitettä kuin virran kulutusta sähkömoottorin tehoihin.

Pirun paljon saa olla lamppuja 100A kuormaan. :)

Aleksi

Avatar
ijp
Viestit: 292
Liittynyt: 02.05.2005 20:36
Paikkakunta: Siuntio

Re: Kaksoisakkurele, älylaturi ja maasähkö

Viesti Kirjoittaja ijp » 20.06.2015 15:37

Harvoinpa sitä tosiaan normiveneissä akkujen kuormitus on 100 Amp pitkiä aikoja. Sähköveneet on sitten juttu erikseen.

Olisi kiva jos joku laskisisi mikä on akkujen virtojen ero tilanteessa, jossa kaksi akkua on rinnan ja esim 20 Amp kuorma on toisen akun navoissa. Laskenta ei ole käsittääkseni aivan yksinkertainen ja omat tietoni eivät siihen riitä. Artikkelin kirjoittaja oli tehnyt laskennan Pc:llä simuloimalla.

Mutta niin tai näin. Kahden akun rinnan kytkennässä on johdotusmielessä se ja sama mihin akuston kulmiin kuorma kytketään. Joten miksei kytkentää tekisi samalla oikeaoppisesti?
Ilkka

Avatar
venealeksi
Viestit: 484
Liittynyt: 17.04.2003 16:22
Paikkakunta: Tampere
Viesti:

Re: Kaksoisakkurele, älylaturi ja maasähkö

Viesti Kirjoittaja venealeksi » 20.06.2015 18:07

Artikkelin kirjoittaja oli mielestäni mitannut virrat.
Eli lopulliseen tulokseen vaikuttaa.
- Johtojen paksuus
- Johtojen laatu
- Liitosten laatu ( Esim ikääntymisen aiheuttama oksidoituminen. )
- Johtojen mitta
yms...

Puhutaan kuitenkin ns. hienosäätö tasosta jos johtojen vahvuus ylipäätään on kunnossa.
Esim erilaisten johtojen vaikutuksesta.
Starttijohtovalikoimasta poimittuja:
Hienosäikeinen kupari -> Hyvä.
Päällystetty alumiinijohde -> Ei niin hyvä
Isosäikeinen kupari -> Ei myöskään niin hyvä.
Kullakin materiaalilla on omat ominaisuutensa tarkalla tasolla.

Esim: Suomenlahden puuveneilijöiden jäsensivuilla on venekäyttöön tehty taulukko josta voi valita johdon vahvuuden eri virroille suhteessa johdon pituuteen. Pääset toimivaan kokonaisuuteen sillä.

Aleksi

Avatar
ijp
Viestit: 292
Liittynyt: 02.05.2005 20:36
Paikkakunta: Siuntio

Re: Kaksoisakkurele, älylaturi ja maasähkö

Viesti Kirjoittaja ijp » 20.06.2015 23:05

Kiitos kaikille neuvoista ja vinkeistä! Eiköhän näillä saada lippukuntamme veneeseen toimiva kokonaisuus.

Käyttöakuston aion joka tapauksessa kytkeä näin 8|

Kuva

Kuva sivulta: http://caravanchronicles.com/guides/how ... -parallel/
Ilkka

Avatar
CC
Viestit: 809
Liittynyt: 17.05.2008 1:50
Paikkakunta: JKLn MLK

Re: Kaksoisakkurele, älylaturi ja maasähkö

Viesti Kirjoittaja CC » 21.06.2015 0:44

Oikea tapa ei ole mitään hienostelua, eikä turhaa. Kun kerran tekee, niin miksei samalla oikeimmalla mahdollisella tavalla.
Ja turha selitellä pienillä kuormilla. Vaikkei niitä isoja oliskaan, niin sama ilmiö seuraa myös latauksessa, jossa virrat voi hyvinkin isoja nykyään helposti. Ja "jälkimmäinen" akku jätättää siinäkin tapauksessa. Ja kyllä se epäbalanssi vaikuttaa ihan pikkuvirroillakin, kun huomioidaan akuston elinikään suhteutus ja se, että lataus/purkusyklit eivät todellakaan toistu symmetrisinä ja täydellisinä.
36 Cavalier Crusader, nyttemin uudessa kodissa.

Avatar
palonte
Viestit: 194
Liittynyt: 02.01.2009 14:17

Re: Kaksoisakkurele, älylaturi ja maasähkö

Viesti Kirjoittaja palonte » 22.06.2015 8:39

No onpa tiukkaa keskustelua kaapeleiden "oikeista" kytkentätavoista. Itse en ole koskaan törmännyt ajatusmalliin, että kaapeleiden kytkentätavoilla olisi käytännön merkitystä, ainakaan jos kaapelit ovat kunnon kamaa ja kaikki liitoksetkin asianmukaisia. Pitkien aikavälien virrat ovat kuitenkin niin pieniä.
Onko tosiaan niin, että kaksi identtistä pysyvästi rinnan kytkettyä akkua syö toisensa? Niiden varaustilathan ovat koko ajan suunnilleen samat ja jos toinen hieman luovuttaa varaustaan toiselle niin onko se tosiaan akkujen käyttöiän suhteen noin turmiollista?
Akku kun on kemiallinen varasto, niin ei ole olemassa kahta identtistä akkua. Käytäntö on osoittanut että aina toinen akuista on hieman huonompi jo uutena. Se huonompi syö aina paremman omalle tasolleen, jolloin se parempikin kärsii ja muuttuu vuorostaan huonommaksi jne jne ...
Ilmiö ei ole voimakas uusilla akuilla, mutta voimistuu akkujen vanhetessa. Sitten kun jossain vaiheessa tulee aika vaihtaa akut uusiin, ei parane "säästää" ostamalla ensin vain toinen ja "ensi kaudelle sitten toinenkin". Ongelma ei varmaankaan ole siinä että menetettäisiin akkujen eliniästä useita vuosia (ehkä vain yksi) vaan siinä, että akkujen vanhetessa ilmiö voimistuu ja akut "valmistuvat" lopuksi muutamassa kuukaudessa, eli keväällä kaikki oli vielä hyvin, mutta syksyllä akut jo sököt.
Minkä yxi on rakentanut, sen toinen voi korjata

Avatar
ijp
Viestit: 292
Liittynyt: 02.05.2005 20:36
Paikkakunta: Siuntio

Re: Kaksoisakkurele, älylaturi ja maasähkö

Viesti Kirjoittaja ijp » 25.06.2015 22:31

ijp kirjoitti:Olisi kiva jos joku laskisisi mikä on akkujen virtojen ero tilanteessa, jossa kaksi akkua on rinnan ja esim 20 Amp kuorma on toisen akun navoissa.
Vastaan jälleen itse itselleni :) . Sain laskettua virtaeron kahden akun tapaukselle. Laskenta ei ollut rakettitiedettä. Piti vain palauttaa mieleen vanhoista lukion fysiikan kirjoista Kirchhoffin ja Ohmin lait.

Eli seuraavilla lähtötiedoilla:
-yhden akun sisäinen resistanssi 0,02 ohmia
-navat yhdistävän liitoksen resistanssi(kaapeli + akkukengät + liittimet) 0,0015 ohmia
-kuormitusvirta 20 ampeeria (=240 wattia 12 V järjestelmässä)
Akun1 purkuvirta on 10,7 ampeeria ja akun2 9,3 ampeeria. Akku1 on se jonka napoihin kuorma on kytketty. Purkuvirtojen suhteellinen ero pysyy samana riippumatta kuormitusvirrasta. Eli 100 ampeerin kuormitusvirralla akkujen virrat on 53,5 ja 46,5 ampeeria.

Tilanne on sama akkuja ladatessa. Eli jos laturikin on kytketty toisen akun napoihin, niin 20 ampeerin latausvirralla akku1 latautuu 10,7 ampeerin ja akku2 9,3 ampeerin virralla.

Oleellista ei ole se kuinka suurella virralla akkuja kuormitetaan vaan se kuinka paljon akkujen latausta puretaan ampeeritunteina. Jos meillä on esimerkiksi kaksi täyteen ladattua 100 ampeeritunnin akkua kytketty rinnan ja akkujen latausta puretaan yhteensä 50 ampeerituntia. Akun1 varaus on tällöin 73,25 ampeerituntia ja akun2 76,75 ampeerituntia. Kytketään kuormitusvirta pois jolloin akku2 alkaa luovuttaa lataustaan akulle1, joka ei ole hyvä juttu niin kuin palonte aiemmin kirjoitti.

Ja kun vauhtiin pääsin niin pitihän sitä laskea myös virtaerot kolmen ja neljän akun tapaukselle. Eli samoilla lähtötiedoilla.
Kolme akkua:
akku1 8,13 ampeeria
akku2 6,35 ampeeria
akku3 5,52 ampeeria

Neljä akkua:
akku1 7,15 ampeeria
akku2 5,22 ampeeria
akku3 4,08 ampeeria
akku4 3,55 ampeeria

Eli mitä enemmän niitä akkuja on rinnan niin sitä tärkeämpää on, että kuormitusta ei kytketä yhden akun napoihin. Sama pätee laturiin. Ugh! :)
Ilkka

Jyde
Viestit: 56
Liittynyt: 27.05.2009 20:41
Paikkakunta: Kotka

Re: Kaksoisakkurele, älylaturi ja maasähkö

Viesti Kirjoittaja Jyde » 26.06.2015 17:28

Missähän kohtaa nämä kaavat huomioi sen että enemmän purkautuvan akun napajännite myös putoaa nopeammin?

Avatar
ijp
Viestit: 292
Liittynyt: 02.05.2005 20:36
Paikkakunta: Siuntio

Re: Kaksoisakkurele, älylaturi ja maasähkö

Viesti Kirjoittaja ijp » 27.06.2015 15:04

Jyde kirjoitti:Missähän kohtaa nämä kaavat huomioi sen että enemmän purkautuvan akun napajännite myös putoaa nopeammin?
Hyvä pointti! Kaikki laskelmani on tehty olettamuksella, että akkujen napajännite on kaiken aikaa yhtäsuuri. Kun akun varaus pienee niin napajännite pienenee ja sisäinen resistanssi kasvaa. Tätä ei laskelmani akkujen varauksen muutoksesta ota huomioon.
Ilkka

Vastaa Viestiin