בסקירה שלפניכם מטרתי לנסות, בדגש על לנסות, לספק את המידע הבסיסי ולמנות את היתרונות והחסרונות של כל המרכיבים כך שכל אחד יוכל לעשות החלטה מושכלת יותר בבואו לשקול התקנה של מצבר שני ברכב הטיולים שלו. מעין ריכוז של מידע שנמצא בפורום במאות דפי דיונים, שיאפשר לקבל בסיס טוב יותר על מנת לשאול שאלות כאשר המידע נמצא כאן.

הסקירה מיועדת בעיקר למתחילים כמורה נבוכים, אבל אולי יכול לעזור לאחרים לעשות סדר בראש. יש צורך בהבנה בסיסית בחשמל על מנת לבנות מערכת כזו לבד אם אתם חושבים על זה.

ראשי פרקים:

פרק ראשון - מבוא כללי
פרק שני – סוגי המצברים
פרק שלישי – מרכיבים/חלקים – מה זה מה?
פרק רביעי – כבלים וחיבורים
פרק חמישי – אז איזה מצבר לבחור
פרק שישי – לחבר הכל ביחד (לפי מה שבחרת)

פרק ראשון: מבוא כללי

למטייל המודרני יש היום הרבה אופציות לפינוקים בשטח ממערכות תאורה, מקררים, משאבות מים ומקורות טעינה למכשירי חשמל שונים . תוספת של מערכות כאלו יכול ליצור עומס כבד על המצבר של הרכב, במיוחד כאשר אנחנו רוצים לצרוך חשמל כאשר הרכב לא מונע ואנחנו במחנה יום או לילה. מצד אחד, אנחנו רוצים להנות מכל העולם החשמלי המודרני אבל חייבים לשמור על המצבר הראשי שנוכל להניע את הרכב בבוקר. כמעט כולם מכירים את התחושה של רכב ארוז מוכן לתנועה ואז הוא פשוט לא מניע. למי יש הכבלים בשלוף ומקווים שלא ארזנו אותם מתחת לכל הציוד.

כאשר אנו דנים על מערכת מצברים כפולה לרכב אנו מנסים לשמור על שתי מערכות נפרדות. הראשית מכילה את המצבר הראשי המניע ואת מקור הטעינה לשני המצברים (האלטרנטור). המשנית מכילה את מצבר הצרכנים וכל הצרכנים שלנו. (מקרר, מקפיא, תאורת מחנה, שקעי חשמל עזר להפעלת /טעינת מחשבים וממירים). הסיבה העיקרית להפרדה היא ששתי המערכות נבנות ומתוכננות לצורך שונה לחלוטין.

מצבר הרכב נמצא שם בעיקר על מנת לספק זרם התנעה ראשוני גבוה (מאות אמפרים) ומעט מאד לצרכנים של הרכב. גודלו נגזר בעצם מזרם ההנעה ההתחלתי שהוא מסוגל לספק והטכנולוגיה של המצבר. בעצם הינו יכולים להסתפק במצבר קטן ככל האפשר שמסוגל לספק לנו את זרם ההנעה. בנוסף לזה (נדבר על זה גם בהמשך) פריקה גבוהה של מצבר עופרת מספר רב של פעמים מקצרת את חייו. לעומת מצבר צרכנים, שלא מיועד לספק זרם התנעה גבוה אלא זרם יחסית נמוך (עשרות אמפרים בודדים במקסימום) למשך זמן ארוך. כלומר קיבולת מתאימה והרבה מחזורי פריקה.

כמובן שני מצברים הם ממש לא חובה. יש אנשים שמסתדרים שנים עם מצבר אחד ובנוסף לכל זאת זה יכול להיות שיקול כלכלי מה יוצא יותר זול לאורך השנים ולפעמים גם מבנה הרכב ומקום למערכות נוספות. כמו כן יש דרכים נוספות לטעינת מצברים כמו פאנלים סולריים אבל לא נכנס לזה כאן.

פרק שני: סוגי מצברים

המטרה של הפרק היא להכיר את סוגי המצברים השונים הקיימים/זמינים כיום.
לינק למאמר לא רע על סוגי המצברים ה"קלאסיים" (העתקתי חלק במקרה והמאמר לא יהיה זמין בעתיד):
https://www.sollan.co.il/articals.asp?artNum=56

מצבר התנעה חומצה-עופרת (Starting battery)

זהו מצבר חומצה נוזלית מהסוג שתואר בעל לוחות דקים יחסית, עם מרקם ספוגי וצפיפות נמוכה, אלו תכונות המאפשרות חשיפה ושטח מגע מקסימלי ומידי בין משטחי הלוח לנוזל המצבר, וכפועל יוצא כמות זרם רבה בזמן קצר. לצורך חיזוק מבני של החומר על הלוחות ,מוסיפים לעופרת חומר נוסף, דבר הגורם ליצירת זרם פנימי חלש בין שתי המתכות השונות. בפועל המצבר בתהליך תמידי של פריקה עצמית, העלול להגיע ,במזג אויר קיצי חם ל 1% מקיבולת המצבר ביום .

מצבר זה אינו מתאים לפריקה עמוקה , הפריקה העצמית במנוחה תגרום לקיצור דרסטי בחיי המצבר גם ללא שימוש במצבר. על כן הוא אינו אידיאלי לשימוש כמצבר צרכנים .אלא לרכב ומכשירי הנעה.

מתח טעינה מ 13.3 עד 14.1 תלוי מצבר – יכול להיות גם יותר. טעינת יתר תגרום לפליטת גזים רעילים לכן לא מקובל למקם בתוך תא הנוסעים אלא בתא המנוע.

מצבר ללא טיפול - Low Maintenance/Maintenance free

בעיקרון זהו מצבר רגיל מהסוג שתואר קודם אך סגור באריזה אטומה ללא פתח מילוי למים אך עם תוספת יתר של נוזל למקרה ויהיה אובדן מים תוך כדי שימוש. למצבר זה שסתום לפריקת לחץ במקרה של טעינת יתר. אם נזהרים לא להפעיל טעינה חזקה מדי, אלא רק ברמה של אלטרנטור במכונית אין סכנה לתופעות של פליטת גזים. זה המצבר הנפוץ ביותר ברכבים היום.

מצבר פריקה עמוקה Deep Cycle Battery

מצבר זה שייך למשפחת המצברים בעלי חומצה נוזלית, למרות שיש המייחסים תכונה זו גם למצברים מסוגים אחרים. מצברים אלה יכולים בהגדרה לעמוד בפריקה עמוקה, של 50% מהקיבולת באמפרים/שעה, ולעשות זאת פעמים רבות ללא נזק. מצבר מסוג זה יעשה מעל 700 מחזורי פריקה/טעינה והטובים שבהם אף 2500. בחלקם הם מיועדים לעגלות גולף, קלנועיות, מלגזות וכלים חשמליים אחרים.

יכולתם זו נובעת מכמה שינויים מבניים , העיקריים שבהם בלוחות: הם עבים יותר ובעלי צפיפות גדולה יותר ספוגיים פחות, ועל כן בעלי יותר חומר פעיל ועמידים יותר לאורך זמן בתהליך הכימי של פריקה וטעינה. כמו כן המבנה והמרכיבים שלהם, פנימיים וחיצוניים, עמידים וחזקים יותר. הם גם כבדים יותר, ובעניין זה יש כלל ככל שמצבר יותר כבד כך הוא יספק יותר מחזורי פריקה/טעינה. מאידך, מבנה לוחות זה גורם לכך שמצבר כזה אינו יכול לספק את אותה כמות זרם חזקה כמו מצבר התנעה רגיל באותו גודל, ותהליך הטעינה עשויי להיות מעט ארוך יותר עד להשלמתו.

מצבר ג'ל פריקה עמוקה

זהו מצבר הפועל על עקרון זהה , אלא שהאלקטרוליט בתוכו הוא לא נוזל/חומצה אלא דמוי ג'לי. הלוחות מצופים חומר זה ,ויחד עם לוחות ההפרדה הם צמודים יחדיו כמו סנדוויץ' דחוס. בהיותו מוצק למחצה אין לאלקטרוליט יכולת חדירה ללוחות כמו לנוזל, ועל כן הלוחות דקים יותר והחומר עליהן פחות צפוף. היות ומבנה הסנדוויץ' מצטיין בחוזק פנימי, אין בלוחות אלה חומר מתכתי נוסף לחיזוקם כמו במצברים עם נוזל על כן אין כמעט במצבר זה פריקה עצמית, מקסימום 0.1% ליום . זה אומר שניתן להשאיר מצבר כזה ללא שימוש במשך שבועות רבים וחודשים ללא נזק למצבר.

המצבר אטום ללא יכולת הוספת חומר. ניתן להציבו בכל תנוחה אך לא הפוך לחלוטין, ואין תופעת gassing של גזים מסוכנים המחייבים אוורור טוב של תא המצברים. בדומה למצבר סטרטר הוא נותן זרם רב , דבר המייעד אותו בעיקר להתנעה או לצרכן חזק במיוחד למערכות סולאריות, כמצבר צרכנים הוא טוב הרבה יותר ממצבר רגיל , ויכול לספק עד 500 מחזורי פריקה עמוקה.

מגבלתו המרכזית היא חוסר עמידותו בטעינת יתר. שלא כמו כל המצברים שהוזכרו קודם,
מתח טעינה 14.1~14.4 תלוי במצבר - מתח טעינה גבוהה מידי יגרום למצבר זה gassing, ובלא יכולת השלמת אלקטרוליט יגרם למצבר נזק בלתי הפיך.

מצבר פריקה עמוקה AGM - Absorbed Glass Mat

מצברים אלה הם וריאציה מתקדמת ומשופרת של מצברי הג'ל וזוכים להצלחה גדולה בשנים אחרונות כמחליפים בלתי מעורערים של אלה. כאן האלקטרוליט נספג בתהליך יצורו אל תוך לוחות סיבי זכוכית, במבנה פנימי של סנדוויץ דחוס ומוצק לחלוטין. הוא נחשב יעיל ועמיד יותר ממצברי ג'ל. הוא אטום גם ובעל שסתומי שחרור לחץ בחירום. ניתן להציבו בכל תנוחה ללא סכנת דליפת נוזלים או גזים רעילים, ובעל פריקה עצמית קטנה מאד.

בדומה למצבר ג'ל גם רגיש לטעינת יתר/מתח גבוה אם כי פחות. יש כאלה שבמקום לוחות שטוחים יש להם לוח ספיראלי-מעגלי והוא נחשב בעל נצילות נפח טובה יותר. למרות התאמתו העיקרית להתנעה , יש חברות שטוענות לשיפורים שביצעו בו להתאמה טובה יותר למצבר צרכנים, ובכל מקרה הוא מתאים לכך הרבה יותר ממצבר התנעה עם נוזל.
מתח טעינה של 14.6~14.8V ומתח המתנה של 13.6~13.8V.

ליתיום יון

צפיפות אנרגטית גבוהה יותר משל רוב הסוללות הנטענות האחרות. דהיינו הן יכולות לאגור יותר אנרגיה ליחידת משקל ונפח מכל מצבר נטענת אחרת. הן פועלות במתחים גבוהים יותר ביחס לסוללות נטענות אחרות וניתנות לפריקה כמעט מלאה מספר רב של מחזורים מעל 800. הן בעלות פריקה עצמית נמוכה ביחס לסוללות נטענות אחרות. המשמעות של כך היא שברגע שהן נטענות הן יכולות לשמור על הקיבול שלהן למשך תקופה ארוכה יותר. מצד שני סוללות ליתיום יון יקרות יותר בכ-40% מסוללות בעלות קיבול זהה.

במקרה של טעינת יתר, פריקת יתר, טעינה מהירה בזרם גבוה מדי, חימום יתר, קצר או פגם בייצור - ישנה סכנה שיתפוצצו או יבערו – ועל זה יש הרב שרשורים, מאמרים, כתבות וסיפורים. חסרון נוסף הוא טווח טמפרטורת עבודה מוגבל, לכן פחות מתאים לשבת בתא מנוע.

סוללות אלו הן הנפוצות ביותר ברכבים חשמליים, אופניים חשמליות, ציוד רפואי, מחשבים, טלפונים ועוד בגלל יחס משקל/קיבולת. בגלל התפוצה קיים ניצול חוזר של תאים משומשים וחדשים לבניית סוללות/מצברים כעשה זאת בעצמך – וזה עולם נוסף שלא נכנס אליו כאן.
תא בודד מפיק בדרך כלל 3.7V נומינלי ומתח טעינה של 4.2V – לכן לשימוש ברכב 3 תאים יספקו 11.1V ויטענו ב – 12.6V

ליתיום פוספט – Lithium iron phosphate – LifePO4

סוללות אלו הן שדרוג של סוללות הליתיום איון. סוללת ליתיום ברזל פוספט היא סוג של סוללת ליתיום-יון עם ליתיום ברזל פוספט כחומר קתודה. זה אומר בין 1000 ל2000 מחזורי טעינה ויכולה פריקה וטעינה בזרמים גבוהים ,יכולה במקרים ספציפיים לשמש כסוללת התנעה.

זה אומר גם עמידות גבוהה יותר בטמפרטורה. יש כבר סוללות LifePO4 המסוגלות לשבת בתא המנוע – צריך לשים לב להגדרות היצרן. ובאופן כללי הדבר החשוב ביותר , הן לא מתלקחות או מתפוצצות כמו ליתיום איון אלא אם נגרמו פגמים ביצור. בנוסף בדרך כלל יותר גדולות פיזית מליתיום איון ויותר יקרות.

כנ"ל לגבי תאים לעשה זאת בעצמך
תא בודד מפיק בדרך כלל 3.2V נומינלי ומתח טעינה של 3.65V. לכן לשימוש ברכב 4 תאים יספקו 12.8V ויטענו ב – 14.6V

ליתיום טיאטנט - Lithium-titanate

זהו שדרוג נוסף אמנם סוללות ליתיום טיטנאט נחותות מבחינת צפיפות האנרגיה – כלומר גדולות יותר בפחות קיבולת. אבל הן מסוגלות לעמוד בטמפרטורות גבוהות ועמידות עוד יותר נגד דלקה – כלומר די אידיאליות לשימוש שלנו, אבל כרגע מאד יקרות.

פרק שלישי – מרכיבים/חלקים – מה זה מה?

אז הבנו מהם סוגי המצברים (אולי). עכשיו ננסה להבין מהם המרכיבים במערכת, עדיין לא איפה משתמשים בהם אלא מה הם עושים. האביזרים בתמונות הם להתייחסות בלבד כי יש מלא וריאנטים לכל אחד מהם.

איסולטור

זהו בעצם מבודד בין שתי המערכות, כמו שרשמנו אנחנו רוצים שתי מערכות שיש ביניהן יחסים הדדים אבל מופרדות. כאשר המנוע מונע/יש טעינה שני המצברים נטענים וכאשר המנוע כבוי/אין טעינה שתי המערכות מופרדות לחלוטין. צרכני הרכב המקוריים משתמשים במצבר הרכב והצרכנים הנוספים משתמשים במצבר הצרכנים ללא השפעה הדדית. אז איזה איסולטורים יש?

ברז ידני

זה הפשוט ביותר, נשלט ידנית. נרצה נחבר לא נרצה לא נחבר. היתרון - מאד פשוט ומאד אמין. החיסרון – צריך לזכור לחבר/לנתק. יכול להיווצר מצב ששכחנו את הברז מחובר בלילה ובעצם פרקנו את שני המצברים.

ממסר

התקן המכיל מפסק וסליל. כאשר זורם זרם בסליל, הסליל יוצר שדה מגנטי, הגורם לתנועה המועברת למפסק, והמפסק עובר ממצב "רגיל" למצב "מופעל". יש הפרדה בין חיבורי הסליל לחיבורי המפסק, כך שהתקן זה מאפשר למשל חיבור וניתוק של מעגלי מתח רשת על ידי מעגלי מתח נמוך, תוך שמירת הבידוד ביניהם. כלומר ע"י שליטה בזרם נמוך אפשר להעביר דרכו זרם גבוה.

יש כמה דרכים לשלוט בפתיחה והסגירה של הממסר:
· מפסק בתא הנוסעים לשליטה ידנית.
· מקור מתח ברכב שמופעל רק אחרי ש"פותחים" סוויטש – רק לא לשכוח סוויטש פתוח
· למתקדמים - מקור מתח ברכב שמופעל רק כשיש טעינה.

ממסר רגיש מתח VSR (Voltage sensitive relay)

בדומה לממסר הקודם לזה אין מפסק או טריגר חיצוני. הממסר מופעל כאשר מתח הכניסה שלו עובר סף מסוים (מתח טעינה) ומנותק כאשר מתח הכניסה יורד מתחת לסף אחר (מתח שהייה מצבר ראשי). רוב הממסרים בשוק מכוונים למתח הפעלה של 13.3V ומתח ניתוק של 12.8V. יש ממסרים שניתן בהם לכוון את מתחי הסף.

מטען

מכשיר היודע לנהל פרוטוקול טעינה המתאים לסוג המצבר. כמה מתח או זרם למשך כמה זמן. מה לעשות כאשר הטעינה הושלמה. סוג המטען תלוי גם בקיבולת ובסוג המצבר הנטענת. במטען עשויים להיות חיישני טמפרטורה או בקרים כדי להתאים בבטחה את זרם הטעינה והמתח. המטען מבקר את מצב הטעינה ומונע סכנות של טעינת יתר.

מטען AC2DC:
מטען שניזון מרשת החשמל בזרם חילופין AC וטוען את המצבר בזרם ישר DC בפרוטוקול המתאים לו - למשל מטעני המצברים שאנחנו מכירים כגון CTEK

מטען DC2DC:
מטען שניזון ממתח בזרם ישר DC (למשל הרכב) וטוען את המצבר בזרם ישר DC בפרוטוקול המתאים לו.

ממיר DC2DC
ממירי זרם ישר לזרם ישר. משמשים להמרת מתח הכניסה למתח שונה ביציאה למכשירים הזקוקים למתח שונה ממתח המקור, בין אם גבוה או נמוך יותר. ישנם ממירים שמסוגלים להוריד או להעלות את מתח היציאה, חלקם מאפשרים גם שליטה ובקרה על הזרם. אבל אין שום לוגיקה נוספת פרט לשינוי מתח/זרם הכניסה ביציאה. בדרך כלל משמש להעלות את מתח הטעינה למצבר והגבלת זרם הטעינה.
. יש לזכור שההספק הכולל על המערכת נשמר.

BMS – Battery Management System -מכשיר השייך לעולם סוללות הליתיום.

מצברי הליתיום נבנות מתאים/סוללות הגורם למשטר טעינה שונה מהותית ממצברים קלאסיים. ה-BMS מנטר/טוען/פורק/מאזן את המצבר על פי בקרה של פרמטרים שונים כגון: מתח כולל, מתח של תאים בודדים, מתח מינימלי או מקסימלי ,הפרשי מתח בין תאים או טמפרטורה.

מצבר ליתיום מחייבו טעינה דרך BMS על מנת לשמור על אורך החיים שלו ולמנוע טעינת או פריקת יתר. ישנם BMS המגבילים את זרם הטעינה או הפריקה של המצבר אך לא כולם ויש לשים לזה לב בבחירת המצבר/BMS. ברוב המקרים ה- BMS יגביל רק את זרם הפריקה אך לכולם יש טווח פעולה מומלץ.

פיוזים

לא חושב שיש מה להרחיב את הדיבור עליהם. המטרה שלהם היא להגן מקצרים ועומס יתר. יש אוטומטיים, חצי אוטומטיים וחד פעמיים מסוגים שונים. שתי המלצות: הראשונה לקנות פיוזים איכותיים שיתנתקו באמת בשעת הצורך. השנייה להשתמש בקופסת פיצול פיוזים לצרכנים.

מכשירים משולבים

מכיוון שהנושא לא חדש ונדוש כבר הרבה שנים, ישנן חברות שפיתחו יחידות שמכילות את רוב המרכיבים אם לא כולם במארז אחד. היתרון הגדול בהם שמצריך פחות התעסקות והבנה. אבל עדיין צריך להבין את האותיות הקטנות ואת כל היכולות. החיסרון הוא בדרך כלל במחיר.

פרק רביעי – כבלים

צריך לחשוב על הכבלים כצינור המאפשר למים לזרום. ככל שתשתמש בצינור בקוטר גדול יותר ויותר מים יהיו זמינים בברז. חשמל עובד באותה צורה. ככל שקוטר שהכבל גדול יותר כך מגיע יותר חשמל/זרם למכשיר החשמלי. אנו רוצים את כל הזרם שנוכל להשיג בכדי לגרום למכשירים לפעול כמתוכנן. ככל שהחשמל צריך לעבור דרך ארוכה יותר ,פחות "חשמל" מגיע ליעד זה נקרא 'ירידת/נפילת מתח'. ככל שהכבל עבה יותר - כך נפילת המתח נמוכה יותר.

יש לבחור נכון את קוטר הכבלים שלנו על מנת לצמצם או למנוע נפילות מתח. יש גורמים אחרים משפיעים על מתח ונפילות מתח, אבל העיקרי שבהם הוא קוטר הכבל. בנוסף יש לבחור את עמידות הכבל לטמפרטורה לפי מסלולו המתוכנן ברכב. לא לשכוח לבחור סופיות מתאימות לזרמים והחיבורים המתוכננים .לא נכנס ללחיצה מול הלחמה גם זה נושא נפרד. הנה טבלה לא רעה של משמר החופים האמריקאי לעובי כבלים לפי צריכת זרם:

מכיוון שהאמריקאים לא מסוגלים לעבוד עם מידות נורמליות – טבלת המרה:

פרק חמישי – אז איזה מצבר לבחור

קודם כל נחליט מה הקיבולת שאנחנו צריכים. את זה אפשר לחשב באמפר/שעה או בוואט/שעה. אנחנו רגילים בדרך כלל לדבר באמפר/שעה כי ככה הרגילו אותנו במצברי 12v אבל כאשר אנחנו מחברים צרכנים במתחים שונים כמו טלפונים וכדומה יותר נכון לדבר בוואט/שעה כי ההספק הוא אבסולוטי.

אז בשביל לשמור על הפשטות וההתאמה לכלל המצברים נשאר באמפר/שעה.
כלומר מצבר של 100Ah יכול לספק:
· 1 אמפר במשך 100 שעות
· 2 אמפר במשך 50 שעות
· 5 אמפר במשך 20 שעות וכן הלאה.

אם רוצים בכל זאת לסבך/להבין/לדעת מצבר של 100Ah/12v - הוא מצבר של 1200Wh כלומר מסוגל להפעיל מכשיר של 100w במשך 12 שעות. חשוב אם רוצים לחבר ממירי מתח. החישוב הוא מקורב כי כל מצבר בזמן שפורק מאבד מיעילותו והעוצמה שלו. בדוגמאות מדובר על קרוב מספיק טוב למטרה שלנו. ומסתמך גם על זה שמכשירי חשמל שנועדו לרכב מתפקדים היטב בטווח של 10.5v~15v.

בסופו של דבר אנחנו צריכים להבין כמה המכשירים שלנו צורכים במשך הזמן שנשתמש בהם ללא טעינה של מצבר הצרכנים. ניקח דוגמא דמיונית של צרכנים שאנחנו מתכננים להשתמש בהם:
· מקרר - 2A בשעה בממוצע
· תאורה – 1A בזמן עבודה
· משאבת מים – 4A בזמן עבודה

אנחנו נמצאים במחנה מ6 אחה"צ עד 9 בבוקר כלומר 15 שעות ללא טעינה.
· המקרר יצרוך לאורך השהיה 30Ah (15h x 2A) בהנחה שהמקרר עובד בצורה רציפה ואנחנו לא בונים על מגנוני ההגנה של המקרר לניתוק.
· התאורה תעבוד מ-7 בערב עד 1 בלילה כלומר 6 שעות או 6Ah (6h x 1A)
· משאבת המים תפעל סה"כ שעה אחת, לא ברציפות כמובן אבל כוללת שטיפת כלים ורחצה אז 4Ah

לסיכום על מנת להפעיל את כל הצרכנים במשך השהיה אנחנו צריכים 40Ah.

בהנחת הפריקה המומלצת לכל מצבר:

סוג המצבר	% פריקה מומלצת	גודל מצבר מומלץ
עופרת	20	200Ah
פריקה עמוקה	50 (ממוצע תלוי מצבר)	80Ah
ליתיום (לסוגיו)	90	45Ah

אני לא רוצה להיכנס כאן לוויכוח/דיון כמה מקרר צורך, כמה תאורה צריך ובאיזה עוצמה או כמה באמת משתמשים במשאבת מים עם או בלי מקלחת. הדוגמא באה לעזור לחשב את גודל המצבר שאנחנו צריכים. החישובים משתנים בתלות בעונה טמפרטורה ועוד. מהחישוב הזה ייגזר גם קוטר הכבלים לטעינה כי נצטרך להחליט כמה מהר אנחנו רוצים לטעון את המצבר שלנו.

דבר נוסף לקחת בחשבון שמחשבים את הקיבולת הוא אופי הטיולים שלנו והתדירות שלהם.
בדוגמא שלנו, שהיא לא מאד קיצונית צריכים מצבר עופרת ענק או מצברAGM לא קטן.
אז אולי נבחר מצבר קטן יותר ונחרוג מעט מהמלצות? מה כבר יקרה?

אם נחרוג מהצריכה שתכננו אליה או ניקח מצבר בקיבולת נמוכה יותר אנחנו פשוט נבצע יותר מחזורי פריקה מלאים. יותק מחזורים במצבר עופרת או פריקה עמוקה מקצר את חייהם.
כשמצבר ליתיום יהיה מסוגל ל500 מחזורי פריקה מלאים מצבר העופרת ישרוד רק 50.
אז מה זה אומר? אם אני מטייל 4 טיולים בשנה של 3 לילות אני מבצע בקירוב 12 פריקות בשנה, אז מצבר עופרת יחזיק לי בערך4 שנים. אולי לוותר בכלל על מצבר צרכנים ולהחזיק בוסטר ברכב, גם זה שיקול אבל כזה שיכול להשפיע על מערכות אחרות ברכב. פרוט בהמשך.

שיקולים נוספים בבחירת המצבר:
· מיקום – תא מנוע/בתוך הרכב/בארגז
· גודל פיזי של המצבר לעומת המקום ברכב
· אחריות
· מחיר

פרק שישי – לחבר הכל ביחד

בדוגמאות בהמשך יש רכיבים שחלק יכולים להחליט שהם מיותרים, שאפשר לעשות את זה אחרת/יותר טוב. ברור שאלו לא הדרכים היחידות או הנכונות ביותר, בסופו של דבר זיקקתי המלצות.

דגשים/המלצות:

· דגש - אני חושב שהמערכת צריכה להיות ללא התערבות כאשר היא עובדת ללא צורך לזכור לחבר או לנתק או להסתמך על הגנות מפריקה היא פשוט שם ועובדת ברקע.
· דגש - זרם הטעינה הוא פונקציה של כמה מהר רוצים לטעון את המצבר בהתחשבות כמה שעות נסיעה/מנוע עובד יש לנו למחרת. בדרך כלל זרם טעינה של 10~15 אמפר מספק בהחלט, אם נשתמש בדוגמא מעל בזרם טעינה של 10 אמפר המצבר יטען חזרה ב4 שעות.
· דגש - זרם הפריקה מתוכנן לצריכה של צרכנים במקביל. ולא חייבים מערכת סימטרית למרות שזה מפשט את העניינים.
· המלצה - לא מופיע בשרטוטים בהמשך (מלבד מצברי הליתיום) מומלץ להשתמש בDC2DC לפני מצבר הצרכנים בכל מקרה. אבל לא רק בשימושו כממיר מתח אלא בתכונה הנוספת כמגביל זרם.
כאשר המצברים יחוברו מחדש לטעינה לאחר הלילה יתכן כי מצבר הצרכנים די פרוק ויכול לצרוך זרם מאד גבוה לטעינה. ברוב המקרים האלטרנטור לא תוכנן לספק זרמים גבוהים לאורך זמן רב, דבר היכול לגרום נזק למערכת הטעינה. שימוש בDC2DC יכול להקל את העומס ע"י הגבלה בזרם המקסימלי שמועבר למצבר הצרכנים.

הערות שנכונות תמיד

· חשוב לשים פיוז ראשי הכי קרוב למצבר הראשי שאפשר. גודל הפיוז הוא מקסימום צריכת הזרם המתוכננת על הקו, להגן על המערכת.
· אני חושב שמפסק ראשי הוא רכיב חיוני במערכת , במקרה שלא רוצים שתעבוד כלל או לניתוק בזמן איתור תקלות וכדומה.
· ניתן להחליף את המפסק הראשי בממסר נשלט.
· ניתן החליף את ה-VSR באיסולטור למצברים שמופעל ממקור מתח חיצוני
· לוודא הארקה תקינה ובריאה בכל הנקודות. אם לא בטוחים אז למשוך קו מהמינוס של המצבר הראשי אל מצבר הצרכנים.
· את היציאה של מצבר הצרכנים מומלץ לחבר לקופסת פיצול פיוזים
· האלטרנטור שלנו נשאר מחובר למצבר הראשי

שני מצברי עופרת

מצבר פריקה עמוקה כמצבר צרכנים

יש שאומרים שניתן לחבר אותם כמו שני מצברי עופרת, תאורטית עדיף שלא אבל מעשית זה עובד.
כתוצאה נקבל שימוש לא אופטימלי במצבר הצרכנים (ואולי נקצר את חייו). כמו כן יש לשים לב למתח הטעינה המקסימלי על מנת לא ליצור טעינת יתר.
הדרך המומלצת – שימוש במטען DC2DC שמכיל את הלוגיקה המתאימה לטעינת המצבר הנבחר.
כמו כן יש לשים לב כי יש מטעני DC2DC ייעודיים למערכות מצברים כפולות שמכילים בתוכם את הVSR. במקרה כזה ניתן לוותר על הVSR החיצוני.

מצבר ליתיום כמצבר צרכנים

אין הבדל בסכמת החיבור בין טכנולוגיות המצברים השונים. ההבדל יהיה במתח היציאה של רכיב ה-DC2DC במערכת (לא מטען אלא ממיר מתח ישר) לטעינת מצבר הצרכנים.
הנחה נוספת היא כי המצבר מכילה בתוכה BMS. נתון חשוב מאד ואין להשתמש בתצורה זו במצבר ללאBMS !
יש לזכור שכאן רצוי שהDC2DC ישמש גם כמגביל זרם טעינה.

רגע לפני שמסיימים

מה קורה אם יש לי ברכב אלטרנטור חכם? או אלטרנטור רגיש טמפרטורה? כאלו שמשנים את מתח הטעינה בתנאים שונים. אלטרנטור כזה יכול לגרום לניתוק ה-VSR ולגרום למצב שאין טעינה למצבר הצרכנים במשך זמן ממושך.
הפתרון לכך:
· להשתמש ב VSR שניתן לתכנת, וניתן לקבוע את ספי הניתור והחיבור
· להוסיף DC2DC שישמור על מתח טעינה בלתי תלוי במתח הכניסה
או להשתמש במטען DC2DC ייעודי לאלטרנטור חכם – זו ההמלצה הרווחת

קריאה נוספת:

גולשים בודקים: מצבר LiFePo4

פרויקט מערכת מצברים משולשת

על מצברים ומטענים

מצבר כפול לג'יפ סיקס (2002)

109 תגובות

חנן-ג'יפולוג - 30-05-21, 19:22
- תגובה
תודה על ההשקעה והשיתוף.

jonys - 30-05-21, 20:08
- תגובה
חסר פיוז צמוד למצבר המשני על הקו שמחבר בין שני המצברים (מוגבל לזרם שהVSR יכול להעביר) ופיוז נוסף ביציאה לצרכנים.

יואב פולס - 30-05-21, 20:12
- תגובה
תודה על הקפת הנושא בצורה ברורה כל כך.

דורון.פ. - 30-05-21, 20:31
- תגובה
נכתב במקור על ידי jonys

חסר פיוז צמוד למצבר המשני על הקו שמחבר בין שני המצברים (מוגבל לזרם שהVSR יכול להעביר) ופיוז נוסף ביציאה לצרכנים.

הפיוז שיוצא מהצבר הראשי הוא פיוז ההגנה של המערכת וצריך לבחור אותו במקסימום שרוצים שירוץ במערכת ולא דוקא לפי הVSR.
לא חושב שיש צורך בעוד אחד.
לגבי פיוזים לצרכנים - נכון בהחלט! זה מצוים בפיסקה על פיוזים אולי צריך להיות מודגש יותר.
תודה רבה על המשוב!

jonys - 30-05-21, 20:45
- תגובה
נכתב במקור על ידי דורון.פ.

הפיוז שיוצא מהצבר הראשי הוא פיוז ההגנה של המערכת וצריך לבחור אותו במקסימום שרוצים שירוץ במערכת ולא דוקא לפי הVSR.
לא חושב שיש צורך בעוד אחד.

לא מסכים. על הכבל שמקשר בין שני המצברים מותר להעביר זרם של יעלה על הזרם המקסימלי שהVSR יכול להעביר. זרם גבוה מזה יגרום לנזק לVSR. לגבי פיוז מהמצבר השני- במקרה של כשל כלשהו (למשל הכבל נוגע בגוף) אומנם הפיוז של המצבר הראשי ישרף ויפסיק לספק זרם אבל המצבר השני ימישיך לספק זרם ומשם הדרך לשירפה קצרה. מהבחינה הזאת המערכת סימטרית.

andy.shaked - 31-05-21, 09:44
- תגובה
נכתב במקור על ידי דורון.פ.

הפיוז שיוצא מהצבר הראשי הוא פיוז ההגנה של המערכת וצריך לבחור אותו במקסימום שרוצים שירוץ במערכת ולא דוקא לפי הVSR.

קודם כל תודה על המאמר המקיף, מקווה שזה יעשה סדר בראש לכמה אנשים.
מסכים איתך לגבי הפיוז הראשי על הקו ואנמק למה.
אצלי המצבר והבקר/מטען נמצאים בתא מטען, הקו הראשי שהולך לתא מטען מוגן עם פיוז 200 אמפר בגלל שהקו משמש גם להספקת חשמל לקומפרסור.
אבל, לפני המטען/בקר טעינה שמתי ממסר פחת 30 אמפר לפי המלצת היצרן

המדען המטורף

דורון.פ. - 31-05-21, 09:56
- תגובה
נכתב במקור על ידי jonys

לא מסכים. על הכבל שמקשר בין שני המצברים מותר להעביר זרם של יעלה על הזרם המקסימלי שהVSR יכול להעביר. זרם גבוה מזה יגרום לנזק לVSR. לגבי פיוז מהמצבר השני- במקרה של כשל כלשהו (למשל הכבל נוגע בגוף) אומנם הפיוז של המצבר הראשי ישרף ויפסיק לספק זרם אבל המצבר השני ימישיך לספק זרם ומשם הדרך לשירפה קצרה. מהבחינה הזאת המערכת סימטרית.

מקבל , לטובת הבטיחות יש ערך בהוספת פיוז ביציאה של מצבר הצרכנים.

PW - 31-05-21, 13:19
- תגובה
אחלה סקירה - תודה!
יש אפשרות נוספת, כנראה הפשוטה מכולן, והיא הוספת 'מצבר התנעה' למערכת קיימת.
המצבר המקורי במערכת הקיימת הוא 'הראשי', אליו מתחברים בהמשך כל הצרכנים.
החיבור של מצבר ההתנעה הוא פשוט וקל, במקביל למצבר הקיים, דרך ממסר NO שנסגר ומחבר את המצבר למערכת כשמכניסים מפתח לסוויץ' ונותנים ACC.
כשמדוממים מנוע ומוציאים מפתח הממסר מתנתק ומצבר ההתנעה מחוץ למשחק עד התנעת הבוקר הבאה.
כמה פשוט - ככה יעיל.
מצבר עופרת חומצה קטרפילר גיבור 100 א"ש כמצבר ראשי, 'אופטימה אדום' 55 א"ש כמצבר התנעה.
מקרר, תאורה, מאוורר וכד' במשך הלילה מחזיקים בלי בעיה ובלי נזק למצבר הראשי.
מיי טו גרוש.

חנן-ג'יפולוג - 31-05-21, 13:57
- תגובה
אני לא מבין את התוספת שלך, pw, מלבד העובדה שהחלפת את השם של מצבר האביזרים ל"מצבר ראשי".

צורת החיבור עם הממסר מפוקד הסוויץ' כבר מופיעה במאמר.

עריכה: כן, אני רואה עוד הבדל: הממסר שלך מנתק את מצבר ההתנעה, ואתה צורך בחניון הלילה את החשמל ממצבר הצרכנים ובסידור שדורון הציע הממסר מנתק את מצבר הצרכנים ואתה צורך ממנו חשמל בחניון הלילה. מיקום הממסר שונה במקצת, אבל אני לא מוצא בזה הבדל מהותי.

בשתי ההצעות יש ניתוק בעזרת ממסר מפוקד סוויץ' בין המצברים, והצריכה בלילה היא ממצבר האביזרים (או המצבר הראשי בסמנטיקה שלך) ומכאן גם נובע סוג וגודל המצברים, שהוא זהה בשתי השיטות.

PW - 31-05-21, 14:12
- תגובה
נכתב במקור על ידי חנן-ג'יפולוג

הממסר שלך מנתק את מצבר ההתנעה, ואתה צורך בחניון הלילה את החשמל ממצבר הצרכנים ובסידור שדורון הציע הממסר מנתק את מצבר הצרכנים ואתה צורך ממנו חשמל בחניון הלילה.

אין שום דבר מהותי בכלום. יש הרבה פתרונות לצורך ב'יתירות חשמלית'.
ההתייחסות שלי מכוונת למי שרוצה סוג של 'ביטוח' ויתירות ביכולת ההנעה, בלי הוצאות גדולות ועם פשטות התקנה, אחרי ליל חניה עם מקרר ותאורה עובדים.
הוא יוסיף (רק) מצבר התנעה וממסר. זה כל הסיפור. לא משהו מהותי. רק פשוט.

ד ו ר ו ן - 31-05-21, 14:50
- תגובה
נכתב במקור על ידי PW

אין שום דבר מהותי בכלום. יש הרבה פתרונות לצורך ב'יתירות חשמלית'.
ההתייחסות שלי מכוונת למי שרוצה סוג של 'ביטוח' ויתירות ביכולת ההנעה, בלי הוצאות גדולות ועם פשטות התקנה, אחרי ליל חניה עם מקרר ותאורה עובדים.
הוא יוסיף (רק) מצבר התנעה וממסר. זה כל הסיפור. לא משהו מהותי. רק פשוט.

לא הבנתי במה זה שונה מזה שאני מנתק את מצבר הצרכנים מהראשי (ומהרכב).

אותו פטנט, סמנטיקה שונה.

jonys - 31-05-21, 15:02
- תגובה
נכתב במקור על ידי PW

אחלה סקירה - תודה!
יש אפשרות נוספת, כנראה הפשוטה מכולן, והיא הוספת 'מצבר התנעה' למערכת קיימת.
המצבר המקורי במערכת הקיימת הוא 'הראשי', אליו מתחברים בהמשך כל הצרכנים.
החיבור של מצבר ההתנעה הוא פשוט וקל, במקביל למצבר הקיים, דרך ממסר NO שנסגר ומחבר את המצבר למערכת כשמכניסים מפתח לסוויץ' ונותנים ACC.
כשמדוממים מנוע ומוציאים מפתח הממסר מתנתק ומצבר ההתנעה מחוץ למשחק עד התנעת הבוקר הבאה.
כמה פשוט - ככה יעיל.
מצבר עופרת חומצה קטרפילר גיבור 100 א"ש כמצבר ראשי, 'אופטימה אדום' 55 א"ש כמצבר התנעה.
מקרר, תאורה, מאוורר וכד' במשך הלילה מחזיקים בלי בעיה ובלי נזק למצבר הראשי.
מיי טו גרוש.

שתי בעיות ברעיון הזה- אם שני המצברים מתחברים ברגע פתיחת הסוויטש אז מצבר ההתנעה נדרש עכשיו גם "להטעין" את חברו ויש לו פחות אנרגיה לסובב את הסטרטר.
בשיטת החיבור הזאת הממסר שאתה משתמש צריך להיות מספיק גיבור בשביל להעביר דרכו את כל זרם ההתנעה. ממסר שכזה עולה המון וגם גדול מאוד פיזית.

PW - 31-05-21, 15:15
- תגובה
נכתב במקור על ידי jonys

שתי בעיות ברעיון הזה- אם שני המצברים מתחברים ברגע פתיחת הסוויטש אז מצבר ההתנעה נדרש עכשיו גם "להטעין" את חברו ויש לו פחות אנרגיה לסובב את הסטרטר.
בשיטת החיבור הזאת הממסר שאתה משתמש צריך להיות מספיק גיבור בשביל להעביר דרכו את כל זרם ההתנעה. ממסר שכזה עולה המון וגם גדול מאוד פיזית.

1. זו לא בעיה למצבר של 750 CCA. (האלטרנטיבה היא לנתק את המצבר הראשי לפני ההתנעה... מצד שני, הוא מקבל עזרה מהמצבר הראשי להתנעה, למרות שהוא נפרק במקצת, כמו שעושים לא מעט בוסטרים בשקל).
2. תקבל עודף מעשרים דולר בעלי (כולל משלוחה).
אצלי מותקן משהו בגודל של כוס תה. לא דרמטי. (סלנואיד אחד של כננת זה סדר גודל טוב).

jonys - 31-05-21, 15:27
- תגובה
נכתב במקור על ידי PW

1. זו לא בעיה למצבר של 750 CCA. (האלטרנטיבה היא לנתק את המצבר הראשי לפני ההתנעה... מצד שני, הוא מקבל עזרה מהמצבר הראשי להתנעה, למרות שהוא נפרק במקצת, כמו שעושים לא מעט בוסטרים בשקל).
2. תקבל עודף מעשרים דולר בעלי (כולל משלוחה).
אצלי מותקן משהו בגודל של כוס תה. לא דרמטי. (סלנואיד אחד של כננת זה סדר גודל טוב).

אם מצבר הצרכנים שלך פרוק אחרי הלילה הוא לא עוזר הוא רק מפריע.
אם אתה סומך על ריליי מעלי אקספרס להעביר 400A תהנה. אני מעדיף לא לשרוף את הרכב שלי. אחרי שהוא יתקלקל לך תתכבד, פתח אותו ותראה את עובי החוטים, תבין לבד.

דורון.פ. - 31-05-21, 15:33
- תגובה
נכתב במקור על ידי PW

אחלה סקירה - תודה!
יש אפשרות נוספת, כנראה הפשוטה מכולן, והיא הוספת 'מצבר התנעה' למערכת קיימת.
המצבר המקורי במערכת הקיימת הוא 'הראשי', אליו מתחברים בהמשך כל הצרכנים.
החיבור של מצבר ההתנעה הוא פשוט וקל, במקביל למצבר הקיים, דרך ממסר NO שנסגר ומחבר את המצבר למערכת כשמכניסים מפתח לסוויץ' ונותנים ACC.
כשמדוממים מנוע ומוציאים מפתח הממסר מתנתק ומצבר ההתנעה מחוץ למשחק עד התנעת הבוקר הבאה.
כמה פשוט - ככה יעיל.
מצבר עופרת חומצה קטרפילר גיבור 100 א"ש כמצבר ראשי, 'אופטימה אדום' 55 א"ש כמצבר התנעה.
מקרר, תאורה, מאוורר וכד' במשך הלילה מחזיקים בלי בעיה ובלי נזק למצבר הראשי.
מיי טו גרוש.

זו גם אופציה הרי לא סקרתי את כולן
המטרה של הסקירה/מאמר היתה להביא דוגמאות ליצירת שתי מערכות נפרדות, אחת לרכב ואחת לצרכנים (לכן פתרון כזה לא נכלל)
אתה בעצם יצרת מערכת אחת לרכב ולצרכנים עם מצבר גיבוי להנעה, בעצם חיבור קבוע של בוסטר רציני.

PW - 31-05-21, 15:37
- תגובה
נכתב במקור על ידי jonys

אם מצבר הצרכנים שלך פרוק אחרי הלילה הוא לא עוזר הוא רק מפריע.
אם אתה סומך על ריליי מעלי אקספרס להעביר 400A תהנה. אני מעדיף לא לשרוף את הרכב שלי. אחרי שהוא יתקלקל לך תתכבד, פתח אותו ותראה את עובי החוטים, תבין לבד.

1. למשך זמן ההתנעה (5 שניות?) זה ממש לא חשוב. שהמצבר הראשי יישאר מחובר.
2. הסידור הזה עובד אצלי באוטו משנת 2000. מותקן זהה אצל עוד כמה חברים.
אצלי מצברים ראשיים (קטרפילר) החזיקו בממוצע כ - 6 שנים, התנעה (אופיטימה) החזיקו בממוצע 10+-, ריליי כ - 20 עד שהתקלקל.
הבנתי מצוין. (גם בעלי צריך לדעת מה לקנות)

zivo - 31-05-21, 15:58
- תגובה
נכתב במקור על ידי PW

1. למשך זמן ההתנעה (5 שניות?) זה ממש לא חשוב. שהמצבר הראשי יישאר מחובר.
2. הסידור הזה עובד אצלי באוטו משנת 2000. מותקן זהה אצל עוד כמה חברים.
אצלי מצברים ראשיים (קטרפילר) החזיקו בממוצע כ - 6 שנים, התנעה (אופיטימה) החזיקו בממוצע 10+-, ריליי כ - 20 עד שהתקלקל.
הבנתי מצוין. (גם בעלי צריך לדעת מה לקנות)

לא כל כך מבין את ההתעקשות לעשות הפוך .
אנשים סופרים לך את החסרונות-
1- ברגע ההתנעה, המצבר צרכנים הריק מעמיס \ מפריע למצבר התנעה.
2- עוצמת הזרמים דרך הממסר.
אתה מסביר שזה שולי.
לעומת זאת, בדרך המקובלת ( שדורון תיאר, ושרובנו משתמשים) , אין את החסרונות האלו.

אז מה עדיף, פתרון עם חסרונות ( אולי קטנים, אולי זולים, אבל עדיין קיימים), או פתרון בלי הבעיות האלו בכלל???

המורכבות, אותו הדבר, מספר הרכיבים אותו הדבר ( רק הפתרון שלך מצריך ממסר וכבלים יותר חזקים).
דרך אגב, כמה זרם צורך הממסר שיש לך?

פשוט לא מבין.

jonys - 31-05-21, 16:36
- תגובה
נכתב במקור על ידי PW

ריליי כ - 20 עד שהתקלקל.
הבנתי מצוין. (גם בעלי צריך לדעת מה לקנות)

אם הצלחת לקנות ריליי בעלי אקספרס כבר לפני 20 שנה אני רוצה סיבוב במכונת הזמן שלך
סתם שתקבל סדר גודל למחירים של ריליי של יצרנים אמתיים:
https://www.digikey.com/en/products/...SORemOgAnoyiQA

חנן-ג'יפולוג - 31-05-21, 16:55
- תגובה
כנראה שאני הייתי בוחר בפתרון אחר, אבל ג'וני, אתה אשכרה מנסה להסביר לpw שהפתרון שלו, שעובד כבר 20 שנה, לא עובד?

jonys - 31-05-21, 17:01
- תגובה
נכתב במקור על ידי חנן-ג'יפולוג

כנראה שאני הייתי בוחר בפתרון אחר, אבל ג'וני, אתה אשכרה מנסה להסביר לpw שהפתרון שלו, שעובד כבר 20 שנה, לא עובד?

עובד זה כן. האם יש לזה יתרונות כלשהם על השיטה המקובלת (זאת שהוצגה בכתבה)? התשובה היא לא, יש רק חסרונות, וככל הנראה במימוש שלו גם יש בעיה בטיחותית.

מורה נבוכים - מערכת מצברים כפולה

פרק שלישי – מרכיבים/חלקים – מה זה מה?