Close
  • מערכת חשמל כפולה ברכב מסעות

    רכב מסעות - Expedition Vehicle - הוא גם מכונית וגם בית, ומערכת החשמל שלו בנוייה כדי לענות על שני הצרכים האלו בו זמנית. אסף חקר את הנושא במהלך שיפוץ הטרנספורטר קמפר שלו. (Photographs: )

    ברוב המכוניות קיימת מערכת חשמל בעלת מצבר בודד המספקת את כל צרכי הרכב. כמות הצרכנים גדלה עם השנים, ובהתאם גם גודל המצברים והספקו של האלטרנטור, אך המערכת עדיין עושה שימוש במצבר בודד (גם אם הוא בנוי משני מצברים המחוברים במקביל).

    אם החלום שלכם הוא רכב מסעות - כמו הלנדקרוזר שבראש העמוד - ברכב מסעות, לעומת זאת, קיימת סכנה מוחשים כי המצבר, גדול ככל שיהיה, יתרוקן כליל בזמן חנית לילה. מקרר, תאורה, משאבת מים, מכשירי קשר, מערכת שמע, מכשירי ניווט ומטענים למכשירים שונים ומשונים- כל אלו צורכים חשמל, מי יותר ומי פחות. והמצבר, כל מצבר, מוגבל בסופו של דבר. וכמו שלכל שבת יש מוצאי שבת, כך לכל לילה יש בוקר, ובבוקר צריך להתניע ולצאת לדרך. אבל אם המצבר ריק, נישאר בחניון הלילה. לא כיף. יתרה מזאת: מצבר התנעה רגיל הוא בעל אורך חיים מוגבל. לרשותו של כל מצבר עומדות פעמים בודדות בהן מותר לו להתרוקן. רוקנתם את המצבר פעמיים-שלוש, והוא כבר לעולם לא ייטען.

    מכל הסיבות הללו, רכבי מסעות, קרוונים וקמפרים (וגם יאכטות), מצוידים כולם במערכת חשמל כפולה. במערכת כזו על פי רוב שני מצברים. האחד, הוא המצבר הראשי,  מצבר התנעה אוטומוטיבי, תפקידו לספק זרם למתנע, ולספק זרם למערכות הרכב המקוריות כאשר הרכב מדומם. השני "מצבר בית", הוא מצבר פריקה עמוקה. תפקידו לספק זרם לכל המערכות שאינן חלק מהרכב, ולחלק ממערכות הרכב בזמן שהרכב מדומם. יש שיטות רבות לחבר את שני המצברים ואותם למערכת הטעינה ולצרכנים. נסקור כאן את השיטות העיקריות, עם מדריך מעשי לחיבור מצברים בשיטות אוטומטיות פשוטות לביצוע.

    השיטה הבסיסית ביותר היא חיבור מצברים במקביל בעזרת מפסקים, בשליטה ידנית מלאה. אם אתם רוצים לצ'פר את הג'יפ שלכם במפסק משוכלל במיוחד, כתום וגדול, עליו תוכלו לומר שהוא בכלל של יאכטות, תוכלו לקרוא איך לעשות זאת בכתבה על מצבר כפול בג'יפ CJ, מהכתבות הוותיקות באתר. בכתבה זו נסקור שיטות מתקדמות יותר.

    חיבור אוטומטי עם ממסר בידוד

    שני קטבי ה (+) של המצברים מחוברים ביניהם בעזרת ממסר. הממסר מקבל את הפיקוד מנורת הטעינה (בחלק גדול מכלי הרכב נורת הטעינה דולקת כאשר אין מתח טעינה, מה שאומר שכשיש מתח- יש טעינה). כאשר האלטרנטור טוען, נורת הטעינה כבה, המתח מפעיל את הממסר והמצברים מחוברים שניהם במקביל. לחילופין, אפשר לחבר את הפיקוד לנורת לחץ השמן (לשים לב האם יש או אין מתח כאשר הנורה דולקת) או לכל מקור אחר אשר מבדיל בין המצבים של סוויץ' סגור/ סוויץ' פתוח/ מנוע עובד.

    כל צרכני הרכב מחוברים כרגיל, וכל צרכני הבית מחוברים למצבר הבית.

    יתרונות: חיבור פשוט וזול, אוטומטי לחלוטין.

    חסרונות: כאשר מצבר הבית ריק, ברגע הפעלת הממסר וסגירת המעגל, הוא דורש זרם טעינה גדול מאוד. במקרים רבים לא כל זרם הטעינה יבוא מהאלטרנטור, והמצבר הראשי יידרש להשתתף בטעינה. יש כאן פוטנציאל נזק למצבר הראשי. בנוסף, ברגע החיבור, הזרם הגדול יוצר חום גדול שעלול לשרוף מוליכים וחיבורים. כדי להימנע מכך מומלץ להשתמש בחוטים עבים יחסית ובחיבורים מתאימים.

    ממסרי התנעה לא מתאימים לשימוש זה, כיוון שהם מיועדים לעומס גדול מאוד אך לזמן קצר. הממסרים המתאימים הם ממסרים לעומס מתמשך- למעשה ממסרים אוטומוטיביים רגילים (או "קופסה" מרובעת, או ממסר גלילי שנראה כמו סולונואיד התנעה אבל הוא לעומס מתמשך, דוגמא בתמונה משמאל).

    עקרונית, אפשר להסתפק בממסר של 30 אמפר, אבל מעשית, זרם הטעינה ברגעים הראשונים, כשמדובר במצבר שהתרוקן לחלוטין, עלול להיות גדול מכך, ומומלץ להשתמש בממסר לזרם לפחות כמו זרם הטעינה המרבי של האלטרנטור. ממסרים מסוג זה אפשר להשיג בכל החנויות לחשמל רכב, למשל אלו באזור רחובות שונצינו-טברסקי בתל-אביב.

     

    חיבור עם מפצל טעינה

    מפצל טעינה (ISOLATOR) הוא למעשה זוג דיודות בתוך קופסה מפזרת חום. הדיודות יכולות להיות אמיתיות, ויכולות להיות מעגל אלקטרוני, אבל העיקרון הוא כי אף מצבר לא מרוקן את השני, וכי האלטרנאטור טוען את שני המצברים. אליה וקוץ בה – איזה מתח ימדוד וסת הטעינה של האלטרנטור? התשובה תלויה במפצל. קיימים מפצלים בהם יציאת מתח ייחוס אותו מחזירים לווסת הטעינה, ובכל מקרה חשוב לרכוש מפצל טעינה מתאים באופן מדויק לאלטרנאטור- על מנת לא לגרום נזק למערכת הטעינה של הרכב. קיימים בשוק מספר מותגים, SUREPOWER נחשב לאחד מהמובילים. פרט למפצלי טעינה מהדור הישן, קיימים בשוק "מפרידי מצברים" מסוגים שונים, בהם הפסדי האנרגיה קטנים מאוד, ולמעשה מהווים מערכת ניהול מצברים, ומתחברים לווסת הטעינה באופן חכם יותר ממפצלי הטעינה הותיקים.

     

    במהלך שיפוץ רכב המסעות שלי (טרנספורטר קמפר אספנות עליו תוכלו לקרוא בשרשור הפרויקט) , גיליתי את המפצל בתמונה משמאל מחובר לרכב. בתחילה לא ידעתי במה מדובר, אך מהר מאוד גיליתי כי הרכב היה במקור עם שני מצברים- וכי הבעלים הקודמים ניתקו את המערכת הכפולה- מה שחייב אותי לעבודת בלשות על מנת להבין כיצד היה מחובר לרכב. המפצל של Surepower מיועד לאלטרנטור בוש עם ווסת פנימי. בהתאמות מסוימות, הוא מתאים גם לחיבור לווסת חיצוני. את החוט מהאלטרנטור למצבר ניתקתי, וחיברתי לכניסה למפצל. חוט חדש חיברתי מיציאה אחת של המפצל למקום בו היה מחובר החוט מהאלטרנטור. את היציאה השנייה חיברתי למצבר הבית, עם פיצול למנתק מעגל (נתיך חצי אוטומטי) של 30 אמפר וממנו לתיבת ההזנה של מערכות הבית. במפצל הספציפי הזה קיימת יציאת מתח ייחוס, אותה חיברתי לווסת הטעינה, לאותו החיבור בו מתחברת נורת הטעינה, ואת החוט שחיבר את אותה הרגל של הווסת לאלטרנטור, ניתקתי מהאלטרנטור.

    יתרונות: מערכת אוטומטית לחלוטין, מונעת נזק למצבר הראשי ומפרידה לחלוטין בין מערכת החשמל הראשית למערכת הבית.

    חסרונות: במפצל טעינה בו דיודות "אמיתיות", יש מפל מתח קבוע וידוע על כל דיודה. במקרה של מפצלים פשוטים (ללא מתח ייחוס) בשילוב אלטרנאטור עם ווסת פנימי המודד את מתח הייחוס מהכניסה למפצל- זרם הטעינה עשוי להיות לא נכון, והמצברים לעולם לא ייטענו.

    מערכת הבית

    כדי שהמערכת תהיה עצמאית באמת, חברו "תיבת הזנה" - קופסת נתיכים שההזנה אליה מוגנת בנתיך חצי אוטומטי (או אוטומטי). כל מערכות הבית מחוברות לנתיכים אלו, וכך לעולם לא תתפתו להשתמש ב"גנבים" ממערכת החשמל של הרכב.

     רצוי מאוד לחבר קרוב ככל האפשר לקוטב ה(+) (או ה(-) ) של המצבר מתג לזרמים גדולים, על מנת לנתקו כאשר הרכב עומד לזמן ממושך וכך למנוע זליגת זרם מיותרת. חשיבות נוספת למתג הניתוק הוא במקרה שריפה או תאונה, כאשר זרם חשמלי עשוי להיות מקור השריפה, ומסוכן יותר- חוטים שבידודם נמס עלולים לגרום קצרים שיתרמו לשריפה. ברכב שלי, עם מנוע אחורי ורחוק למדי מתא הנהג, הפתרון המתאים ביותר שמצאתי הוא חיבור ממסר 100 אמפר, שהפיקוד שלו בלוח השעונים. במקרה דליקה (חלילה וחס, טפו טפו טפו, מלח מים), מייד עם סגירת המתג, ניתוק הממסר יינתק את הצרכנים ממצבר הבית.

    חיבור תאורת פנים מקורית ומערכת שמע

    את תאורת הפנים המקורית של הרכב, ואת מערכת השמע, סביר שמפעילים גם בחניון, כשהרכב מדומם. חיבור מערכות אלו למצבר הבית במקום לחיבור המקורי, מבטיח כי הן לא ירוקנו את המצבר הראשי. ברם, אם נחבר אותן באופן קבוע למצבר הבית במקום למצבר הראשי, נאבד את האפשרות להשתמש בהן במקרה בו מצבר הבית לא נמצא, או לא תקין. כדאי לחבר את שתי המערכות הללו בעזרת מתג שבעזרתו אפשר להחליט מאיזה מהמצברים יקבלו הצרכנים מתח.

    "חשמל חוף"

    בכלי רכב המשמשים לקמפינג באתרים מוסדרים בחוץ לארץ, מקובל להרכיב מערכת חשמל חוף, בעזרתה מפעילים כל מיני מכשירים העובדים על מתח 220V ודורשים הספק גדול מכדי להשתמש בממיר מתח. צרכן נוסף חשוב למערכת החשמל החיצונית הוא מטען מצברים. על ידי התקנת כניסת מתח חוף, תוכלו להטעין את המצברים גם בעת חניה ממושכת בבית, ולא רק באתרי קמפינג מוסדרים- ובלי להוציא את המטען מהרכב.

    החיבור הנפוץ באתרי קמפינג לחשמל חוף הוא של 16 אמפר. החיבור הוא שקע חד-פאזי תעשייתי. החיבור ברכב הוא תקע-לוח מאותו הסוג. אפשר להשתמש בתקע-לוח תעשייתי רגיל אותו אפשר למצוא אצל ספקים של ציוד חשמל, אך מומלץ להשתמש בחיבור שקוע המיועד לקרוואנים/ קמפרים.

    בשנים האחרונות התחילו לעבור יותר ויותר אתרי קמפינג באירופה לחיבורי 32 אמפר, ולכן חשוב להצטייד מראש במתאם מ16 ל32 אמפר. מתאם נוסף שכדאי להצטייד בו הוא מתאם בין חיבור תעשייתי לשקע חשמל ביתי- וזה כיוון שבארץ אין הרבה מקומות בהם תמצאו חיבורי קמפינג תקניים...

    כשמורכב ברכב ממיר מתח ממצברי הרכב ל220V, ובנוסף גם חיבור חוף, מומלץ כי שקעים המחוברים לממיר יהיו נפרדים מאלו המחוברים למתח חוף. רצוי שהם אף יהיו בצבע שונה, על מנת למנוע חיבור צרכנים כבדים לממיר (קומקום חשמלי, פן לשיער). אפשרות נוספת (ויקרה) היא לוח בקרה הבורר בין מתח חוף לבין אספקה מהממיר לאותם השקעים.

    פרט לכך, חובה לדאוג כי ההזנה החיצונית תהיה מוגנת על ידי מנתקי מעגל חצי אוטומטיים ("פקקים") שיגנו הן מהתחשמלות והן משריפה כתוצאה מקצר חשמלי.

    חשוב לציין בהקשר זה, כי יש שתי גישות לשימוש בחשמל חוף. לפי גישה אחת, כשמחוברים למקור מתח חיצוני, כדאי להפעיל כמה שיותר מכשירים ישירות ממקור זה. המשמעות היא כי מכשירים רבים עובדים על 220 וולט, וכי אין התחשבות בצריכת חשמל. הגישה השנייה גורסת כי רצוי שכל המכשירים שאפשר להפעיל ממערכת החשמל העצמאית של הרכב (מהמצברים או מממיר המתח)- כלומר מ12 וולט או מ220 וולט אך בהספק נמוך – אכן יפעלו כך. באופן כזה משתדלים לחסוך באנרגיה, ותלויים פחות בחיבור חיצוני. למעשה, הצרכן היחיד שצורך מתח ישירות מבחוץ הוא המטען. נקודה נוספת היא שעצם השימוש במכשירים זוללי אנרגיה, אפילו לזמן קצר, עלול להפיל את מערכת החשמל של מקור המתח- וזה יכול להיות אתר קמפינג רעוע, או בית שמתארחים בחצר שלו. במקומות רבים בעולם הפקק הראשי של הבית הוא עדיין רק 16 אמפר.

    מטען מצברים

    המטען האופטימאלי למערכת כפולה כמו זו המתוארת כאן, הוא מטען לשני מצברים. אני בחרתי להשתמש במטען למצבר בודד, מותקן באופן קבוע ברכב ומחובר באופן קבוע למצבר הבית. כאשר הרכב חונה וממחובר לחשמל חוף, המטען טוען את המצבר ולמעשה כל הצרכנים עובדים בלי לרוקן את המצבר. בחניות לזמן ממושך, כדאי לחבר את המטען דווקא למצבר ההתנעה, ואחת לכמה זמן להטעין את מצבר הבית.

    קיימים סוגים רבים של מטענים בשוק, ואני ממליץ להשתמש במטען אלקטרוני הבנוי להיות מחובר למצבר באופן קבוע. מטען של CTEK, המיובא על ידי מצברי שנפ הוא מטען כזה. אני משתמש במטען הבסיסי מהסדרה- חשוב לבחור מטען שמתאים לגודל המצברים.

    לוחות בקרה

    אם רוצים להיות בשליטה מלאה על המערכת, קיימים לוחות בקרה ייעודיים לרכבי מסעות. אפשר למצוא לוחות שגם ממתגים בין המערכות השונות, גם מנטרים את מצב המצברים, וגם כוללים מנתקי מעגל חצי אוטומטיים. אחד היצרנים המובילים בתחום הוא זיג, את המוצרים אפשר להזמין דרך חנויות אונליין אירופאיות.

    קריאה נוספת:

    על מצברים ומטענים - מדריך כללי לתחום המצברים

    מצבר כפול בג'יפ CJ

    Untitled Document