Тяговые аккумуляторы для лодочного мотора на 12 вольт

Как получить от лодочного аккумулятора бытовое напряжение 220 вольт на борту прогулочного катера

Отправляясь в поход или на рыбалку, мы берём с собой множество электронных устройств. Телефон, рация, эхолот, навигатор – всё это требует питания. Хорошо, если подобным девайсам достаточно напряжения аккумулятора. А как быть, если необходимо взять с собой устройство, требующее обычной бытовой сети 220 В?

В этом случае нас выручит преобразователь, или, как его ещё называют, инвертор, который совсем несложно найти в любом соответствующем магазине.

Единственно, выбирая подобное устройство, необходимо учесть следующие факторы:

Входное напряжение преобразователя должно соответствовать напряжению батареи.
Если предполагается питать электродивгатели переменного тока или аппаратуру с трансформаторным питанием, то преобразователь должен выдавать синусоиду частотой 50 Гц. Большинство же бюджетных инверторов выдают меандр, или так называемую «модифицированную синусоиду».
Выходная мощность должна быть выше мощности подключаемой нагрузки.

Характеристики акб тяговых

Аккумулятор ЭН-400 У2 имеет габариты 130x174x484 мм, масса с электролитом составляет 31 кг. Положительные намазные электроды законвертованы в пакет, скрепленный боковыми изоляторами. Пакет состоит из положительного электрода и прилегающих к нему с двух сторон сепараторов (стекловолокна и перфорированного винипласта). Между пакетом и отрицательными электродами помещаются ребристые мипластовые сепараторы. Подробней о сепараторах можете почитать здесь. Зазор между полиэтиленовыми крышками и баками уплотнен шнуровым асбестом и залит битумной мастикой. Аккумулятор ЭН-400 работоспособен при температурах окружающей среды от -40°С до +40°С, срок службы в эксплуатации составляет 2 года при наработке 500 циклов.

Основные характеристики тяговых АКБ серии А (панцирные положительные электроды) приведены в таблице 1.

Токовыводы имеют отверстия под болтовые крепления соединительных перемычек. Баки и крышки из сополимерпропилена соединяются термоконтактным способом с обеспечением герметичности сварного шва. Выводные борны в крышках залиты герметизирующей мастикой.

Таблица 1 Основные характеристики тяговых аккумуляторов серии А

В НТЦ АОЗТ «Электротяга» (г. Санкт-Петербург) разработана серия тяговых АКБ и батарей на их основе емкостью от 210 до 560 Ач. Следует заметить, что данное предприятие является разработчиком и изготовителем серии свинцовых аккумуляторов различного назначения с заданными характеристиками.

Массогабаритные и электрические характеристики данной серии АКБ приведены в таблице 2.

Таблица 2 Массогабаритные и электрические характеристики батарей с емкостью от 210 до 560 Ач

Аккумуляторы, характеристики которых приведены в таблице 2, соответствуют ГОСТ 28132-89. Батареи состоят из 40 отдельных аккумуляторов, соединенных между собой последовательно с помощью межэлементных соединений. Соединения в указанных батареях могут выполняться в двух вариантах: сварными с помощью перемычек из свинцово-сурьмяного сплава, а также с помощью болтовых соединений кабельными перемычками.

Виды

По виду тяговые аккумуляторы отличаются компонентами сплава пластин и химическим составом электролита. В то время как конструкция готовой батареи остается одинаковой для всех – наличие положительных и отрицательных полюсов, наличие среды протекания реакции. Некоторые из них будут иметь существенные отличия, далее рассмотрим все типы более детально.

Свинцово-кислотные

Свинцово-кислотные аккумуляторные приспособления наиболее приближены к стандартным батареям для авто. Они имеют обозначение WET, широко используются в штаблерах и погрузчиках. В качестве наполнителя для кислотных АКБ применяются раствор дисцилированной воды и кислоты.

Устройство такого тягового аккумулятора приведено на рисунке ниже:

Рис. 2. Устройство свинцово-кислотной батареи

По конструкции разделяются на:

Обслуживаемые – пластины таких свинцово-кислотных батарей состоят из сплава плюмбума и сурьмы. В этих моделях обязательно контролируется уровень электролита, а при необходимости, производится его доливка.
Частично обслуживаемые – плюсовая пластина выполнена из свинца и сурьмы, но с меньшим процентным содержанием последней, а минусовая из свинцово-кальциевого сплава, что обеспечивает меньшее газообразование. Электролит в них доливается крайне редко после аварийных режимов.
Необслуживаемые модели — полностью герметичные, свинцовые пластины лигируются кальцием, оловом, реже серебром.

К их преимуществам относится низкая себестоимость и простота переработки после списания, малый процент саморазряда и хорошие рабочие токи. К недостаткам относится чувствительность к низкой температуре и циклам глубоких разрядов, которые существенно сокращают срок службы.

Щелочные

Щелочные тяговые аккумуляторы имеют схожую конструкцию с кислотными. Ощутимым отличием является наполнение – это никель-кадмиевые или никель-металлогидридные элементы. Вместо кислоты в них применяется щелочной электролит, поэтому обслуживание требует других мер безопасности.

К преимуществам щелочных аккумуляторов относятся:

В сравнении со свинцовыми АКБ они отличаются длительным периодом эксплуатации, высокой энергоемкостью, проще переносят глубокие разряды.
Можно длительно не подключать к зарядным устройствам, оставляя в состоянии полного разряда.
Устойчивы к механическим воздействиям, вибрациям, не боятся кратковременных кз.

К недостаткам относится химическая активность кадмия, который может засорять окружающую среду, щелочные аккумуляторы обладают «памятью», для их обслуживания необходим штат профильных специалистов.

Литиевые

Являются одними из самых прогрессивных типов тяговых аккумуляторов, подразделяются на литий-ионные или литий-полимерные. Технология их производства сейчас активно развивается и совершенствуется, благодаря чему такие модели все больше вытесняют остальные виды.

К преимуществам литиевых тяговых источников питания относятся:

Хорошее соотношение габаритов и энергетической емкости.
Обладают быстрым насыщением электролита зарядами.
Легко воспринимают попеременный цикл разрядки и воздействия тока зарядки, но доводить до полного разряда тяговый аккумулятор не допускается.

К недостаткам относится довольно большая цена таких батарей, связанная с дефицитом лития в природе и некоторые сложности обслуживания.

AGM и GEL

Обе модели имеют схожую конструкцию и принцип работы, однако их состав существенно отличается, пример конструктивного исполнения показан на рисунке ниже:

Рис. 3. Конструкция гелевого аккумулятора

Тяговые аккумуляторы GEL изготавливают по гелевой технологии – емкость наполнена вязким веществом, которое содержит большое число газовых включений. Внутри включения происходит реакция кислорода и водорода, с выделением энергии, а за счет большой плотности гелевого электролита газы не поднимаются вверх. В результате чего гелевые модели обладает большей емкостью и лучшими рабочими параметрами.

Технология AGM содержит жидкий электролит между пластинами. С тем отличием, что жидкость заключается в полимерное волокно, которое так же удерживает газовые смеси и не дает им подниматься.

Конструкция этого тягового аккумулятора приведена на рисунке ниже:

Рис. 4. Конструкция AGM аккумулятора

AGM аккумуляторы, как и GEL, используются в автомобилях, для лодочных электромоторов и т.д. Эти батареи позволяют существенно сократить затраты на их содержание и могут полноценно заменять стартерные модели.

Выбор аккумуляторной батареи для лодочного мотора

Если будете использовать один аккумулятор для лодочного электромотора, то выбирайте AGM или GEL. Они подходят для работы в роли тяговых и стартерных батарей. Если позволяет бюджет, то можете взять литий─ионные АКБ. Они самые дорогостоящие, но лучше всего годятся на роль аккумуляторной батареи для лодочного электромотора.

Теперь о ёмкости. Значение ёмкости напрямую зависит от мощности мотора. Чем он мощнее, тем большей ёмкости требуется аккумулятор. Считается, что электромотор потребляет около одного ампера на фунт мощности мотора. То есть, для мотора, имеющего мощность 25 фунтов, АКБ ёмкостью 50 Ач хватит на 2 часа хода на максимальной скорости. Если скорость средняя и меньше, то на лодке можно рыбачить в течение выходных.

Здесь была названа такая величина, как фунт мощности. Она заслуживает пояснения. Указание мощность в стандартных для двигателей величинах (лошадиные силы и киловатты) здесь не подходит. В случае лодочного электромотора используются понятия упора или тяги.

Упор представляет собой силу, развиваемую гребным винтом при вращении. В результате передачи этой силы судну, оно перемещается в горизонтальном направлении. Поскольку основные производители электромоторов для лодок – это американские компании, упор выражается не в килограммах или ньютонах, а в фунтах. А как известно, 1 фунт равен 0,453 килограмма.

Наглядно величину тяги можно посмотреть следующим способом. К лодке и неподвижному причалу нужно прикрепить безмен, а затем дать полную мощность двигателю. В результате на безмен покажет величину тяги. Тяга электромотора выбирается в зависимости от веса лодки, снаряжения, обводов, типа винта и т. п. Поскольку это не является темой статьи, просто скажем, что обычно на 45 килограмм массы судна требуется 2 фунта тяги. А ещё лучше брать с запасом 10%.

Специалисты по лодочным аккумуляторам и опытные рыбаки советуют подбирать батарею следующим образом. Тяговая АКБ должна обеспечивать запас хода судна на полной мощности мотора 2 часа и более. Если мотор работает на половине от номинальной мощности, то запас хода должен быть 4 часа.

Кроме того, нужно обратить внимание на вес. Он не должен превышать 20 килограмм, чтобы с ним можно было нормально управляться

Лучше если аккумулятор будет необслуживаемым. К тому же он должен иметь минимальный саморазряд. Обслуживание от вас должно заключаться только в периодической подзарядке. Каждый из названных в статье типов АКБ имеет свои особенности при зарядке. К примеру, можете ознакомиться с тем, как заряжать гелевый аккумулятор, и почитать про выбор зарядного устройства к этому типу батарей.

Можно ли обслужить необслуживаемые аккумуляторы

Теоретически обслуживать необслуживаемые аккумуляторы не нужно – достаточно контролировать степень их зарядки и правильно эксплуатировать. Тем не менее некоторые умельцы умудряются восстановить уровень электролита и в необслуживаемых конструкциях. Речь идёт об аккумуляторах с жидким электролитом.

Как проверить уровень электролита и при необходимости долить воду? Многие предлагают производить контроль при помощи встроенного ареометра. Дескать, если он постоянно белый, независимо от степени зарядки аккумулятора, то уровень однозначно низкий – зелёный и красный шарики не могут всплыть независимо от плотности электролита. Но это не всегда так, поскольку ареометр встраивается в одну банку, а их 6 и уровень в каждой из них свой. Поэтому контроль по ареометру – лишь дополнительная информация к размышлению, а не точный показатель уровня. Основной показатель – катастрофическая потеря ёмкости.

Если наша батарея быстро садится, то велика вероятность, что уровень электролита в ней мал. Это, конечно, тоже не сто процентов – возможно, что пластины в батарее засульфатировались или вообще развалились. Но попытка – не пытка, поскольку всё равно аккумулятором пользоваться невозможно. Поможет – хорошо. Нет – хуже не будет.

Прежде всего необходимо определить места на крышке, где будем сверлить, чтобы не просверлить газоотводные каналы. Сделать это несложно – и каналы и места технологических отверстий хорошо просматриваются на крышке.

Берём дрель со сверлом диаметром 5 мм и аккуратно высверливаем отверстия. Сверлим без фанатизма, чтобы не пробуравить пластины. Такой диаметр отверстий выбран для того, чтобы замерить уровень электролита и его плотность можно было обычным автомобильным ареометром.

Теперь делаем всё то же, что делали бы с обычной обслуживаемой. Берём ареометр и замеряем уровень электролита во всех банках. Он должен быть выше пластин примерно на 10 мм. При необходимости доливаем дистиллированной водой и ставим на зарядку, в процессе которой контролируем плотность.

Долитый аккумулятор на зарядке (самодельные пробки уже установлены)

Если мы собираемся и дальше обслуживать батарею, то закрываем отверстия пробками подходящего диаметра. Если нет, отверстия можно запаять пластмассой, замазать тёплым гудроном и т. п.

Здесь отверстия залиты кислотостойким герметиком

Что касается гелевых и AGM аккумуляторов, то их обслужить подобным образом не получится хотя бы потому, что состояние и уровень электролита в пористом сепараторе и, тем более, в геле невозможно. Ну а о литиевых батареях вообще речь не идёт – делать в них дырки и лить воду – чистое самоубийство. Горят они не хуже термита и взрываются, как осколочные гранаты.

Виды аккумуляторов для электромобилей

На большинстве современных электрокаров устанавливается одна из существующих разновидностей АКБ – литий-ионная, дитий-серная, алюминий-ионная или металл-воздушная, но последняя используется реже всего. Поговорим детальнее о каждом из видов.

Литий-ионные

Самое широкое распространение на момент написания данного материала получили литий-ионные аккумуляторы для электромобилей, неоспоримыми плюсами которых являются:

Высокое напряжение и плотность энергии.
Минимальный уровень саморазряда (не более 6 процентов в месяц и около 20 процентов в год).
Отсутствие т.н. «эффекта памяти», вызывающего необходимость несколько раз полностью разряжать аккумулятор, чтобы потом полностью его зарядить.
Продолжительный срок службы (около 10 лет или тысяча циклов).

Есть у данной разновидности АКБ и определенные недостатки, это их высокая цена, которая, соответственно, повышает и стоимость авто, а также неустойчивость перед избыточным зарядом. Еще один минус – способность выполнять свои функции только в небольшом температурном диапазоне, варьирующемся в пределах -20 – +50 градусов.

При выходе за указанные температурные пределы эксплуатационные характеристики заметно ухудшаются – аккумулятор работает нестабильно, снижается его емкость. Еще одна серьезная проблема, решения которой специалисты не нашли до сих пор – высокая взрывоопасность таких устройств в случае малейшего механического повреждения.

Металл-воздушные

Основными достоинствами таких АКБ можно назвать следующее:

Продолжительный срок службы.
Небольшой вес, который позволяет уменьшить массу транспортного средства.
Невысокая цена.
Простой процесс утилизации по сравнению с другими разновидностями.

Что касается недостатков, то это значительное снижение производительности при минусовых температурах, а также необходимость в дополнительной установке системы фильтрации, которая также потребляет мощность батареи.

К тому же если на пластинах образуется пленка из пероксида лития, аккумулятор выйдет из строя, а это может случиться в любой момент. Ну и, пожалуй, ключевой недостаток, обуславливающий низкий спрос на такие приборы – это небольшое количество циклов, варьирующееся в пределах 50-60.

Литий-железо-фосфатные

Этот тип АКБ для электромобиля изобрели в 2003 году, с тех пор они получили огромную популярность и даже считаются одними из лучших на рынке. Функции катода выполняет литий-фосфат железа, а анод изготавливают из углерода. Если сравнивать LFP с другими АКБ, они выделяются стабильностью работы и целым рядом других преимуществ, в частности:

Безопасностью эксплуатации.
Атоксичностью, упрощающей процесс утилизации.
Устойчивостью к перезарядке.
Неподверженностью разрушению при перегреве.
Способностью выдерживать критический зарядный ток.
Устойчивостью перед продолжительным воздействием высокого напряжения.
Длительностью эксплуатации (не менее 2 тыс. рабочих циклов!).
Морозоустойчивостью.
Минимальным саморазрядом.
Отсутствием «эффекта памяти».
Возможностью быстрой зарядки.
Устойчивостью перед эффектом старения.

Есть у таких моделей и минусы, это невысокое номинальное напряжение, которое варьируется в пределах 3-3,3В, боязнь влаги и небольшая энергоемкость.

Литий-никель-марганец-кобальт-оксидные

Роль катода в таких устройствах выполняет сочетание нескольких химических элементов – марганца, кобальта и никеля. Преимуществом систем является возможность их оптимизации под требуемую мощность или емкость. Если добавить в анод кремний, максимальная емкость достигнет 4 тыс

мАч, но важно помнить, что это снизит нагрузочные характеристики, а также сократит срок службы прибора. Отсюда минус – неустойчивость АКБ перед механическими повреждениями.

Каждое из веществ, используемых в составе таких моделей, обладает определенными недостатками, к примеру, никель характеризуется высокой энергоемкостью, но при этом он нестабилен, а марганец как раз и отличается минимальной емкостью. Но используясь в совокупности, составные элементы нивелируют минусы друг друга и позволяют в полной мене использовать существующие преимущества.

Особенности аккумуляторов для лодочных моторов

У электромоторов есть как положительные, так и отрицательные стороны эксплуатации. Например, если вы находитесь вдалеке от цивилизации, у вас нет доступа к электросети. А значит вы не можете зарядить аккумулятор для электромотора. Но, с другой стороны, стоимость, обслуживание таких двигателей будет дешевле, чем бензиновых. Начинающие лодочники, приобретая электромотор, также иногда забывают купить к нему тяговый аккумулятор.

Автономность тяговых аккумуляторов — это неоспоримое достоинство. При покупке тяговой АКБ нужно помнить о следующих правилах:

Ни в коем случае не стоит вскрывать корпус. Их специально делают неразборными, чтобы предотвратить доступ кислорода к пластинам, так как это может привести к окислению и поломке агрегата.
Если вы приобрели АКБ повышенной емкости, на него нужно установить ограничитель заряда иначе двигатель перегорит при подаче высокого заряда.
При покупке свинцово-кислотного аккумулятора помните о его токсичности. Если вдруг корпус будет пробит, то его необходимо утилизировать в местах для приема токсичных отходов. Свинец — это тяжелый металл, который может нанести непоправимый вред здоровью.
Не стоит допускать падение уровня заряда кислотного аккумулятора ниже отметки в 20%, это негативно скажется на ресурсе АКБ, особенно это касается батарей с жидким электролитом, 4-5 глубоких разряда, они приходят в негодность.

Бортовое зарядное устройство для катера

https://youtube.com/watch?v=YwNoUpXlFVU

Лодочникам, приобретающим тяговый АКБ, нужно знать, что такие аккумуляторы не стоит хранить зимой в неотапливаемом помещении, так как при температуре ниже — 20 по Цельсию они могут прийти в негодность.

И также не стоит подвергать их нагреву или длительному нахождению под прямыми солнечным лучами — при переходе отметки в 60 по Цельсию вероятность взрыва возрастает пропорционально повышению температуры.

Виды тяговых аккумуляторов:

Гелевые. GEL – это аккумулятор глубокого разряда для лодочных моторов. АКБ имеет свинцово-кислотный электролит, утечку которого предотвращает специальный гелеобразный состав.
Гелевый тяговый аккумулятор
Литиевые – это инновационное направление развития лодочных электромоторов. Постоянно совершенствуются, а также часто оснащены специального контроллера, который предотвращает перезаряд.
Литиевый тяговый аккумулятор

К положительным сторонам батарей данного типа можно отнести:

Высокая скорость заряда.
Автономность.
Низкие показатели регрессии объема (не превышают 1-2% за год).
Компактность и вес.
Большая энергоемкость.

Единственным минусом является стоимость – от 20 до 25 тысяч рублей.

AGM батареи — новая технология среди аккумуляторных батарей. Это абсорбированное стекловолокно. Технология интересна тем, что в отличие от обычных свинцовых АКБ в них не используется жидкость в качестве электролита. Основу составляет пористый слой из спрессованного стекловолокна.

Важно: AGM – модели относятся к типу необслуживаемых, поэтому они не нуждаются в регулярной дозаправке электролитом. Батареи такого типа выполнены в неразборном герметичном корпусе, для предотвращения вытекания кислоты, и возможной коррозии. Недостатки – высокая чувствительность к перезаряду, большие габариты и вес

Недостатки – высокая чувствительность к перезаряду, большие габариты и вес.

Свинцово-кислотный тяговый аккумулятор

Свинцово-кислотные тяговые аккумуляторы — распространенный тип аккумуляторных батарей. Структурно это свинцовые пластины, погруженные в отсеки с кислотой. Они популярны в качестве стартовых аккумуляторов.

Самыми известными брендами лодочных моторов и аккумуляторов являются Deka и Minn Kota. Рассмотрим несколько моделей:

Deka DP24 – популярная недорогая модель тягового АКБ. Средняя цена 8500 руб. Позиционируется как аккумулятор глубокой разрядки, однако выполнен по технологии AGM, что накладывает ограничения – чувствителен к низким температурам и имеет ограниченное количество циклов. При напряжении в 12 вольт объем составляет около 85 Ампер/часов. Не требует дополнительного ремонта. Хороший выбор для новичков. Подходит для надувных лодок
Minn Kota MK-31-GEL – гелевый герметичный аккумулятор для средней лодки или маленькой яхты. Емкость 105 ампер/часов. Обладает полной функцией глубокой разрядки. Чаще всего ставится на мощные лодочные электромоторы.
Deka GEL 8G8D – АКБ премиум класса. Средняя цена около 43 тысяч рублей. Мощности вполне хватает для электрификации яхт средних размеров. На лодки устанавливается редко из-за габаритов и веса (в снаряженном состоянии более 70 кг). При силе тока в 1000 ампер обладает объемом в 225 А/ч.

Что такое тяговые аккумуляторы – устройство, особенности конструкции

В большинстве своем, это обычные свинцово кислотные аккумуляторы, предназначенные для длительного обеспечения электроэнергией устройств, потребляющих эту энергию. Процесс образования тока в тяговых АКБ такой же, как и стартерных: активная масса решеток электрода взаимодействует с электролитом, в результате чего на выходе появляется необходимое напряжение.

Устройство тяговых аккумуляторных батарей мало чем отличается от стартерных аналогов. Одна секция состоит из положительных и отрицательных решеток, разделенных между собой специальными прокладками – сепараторами. Прокладки эти изготовлены из диэлектрического материала (кислотостойкий полимер, пористая стеклоткань), что исключает короткое замыкание между электродами. Пространство между пластинами заполнено активным реагентом – электролитом.

Напряжение на электродах одной секции одинаково практически для всех батарей и составляет 2,3V. Чего не скажешь о силе тока, которая зависит от массы и размеров пластин, от их пористости, рабочей площади и материала изготовления. Чтобы АКБ выдавала нужное напряжение ее секции соединяются между собой последовательно. Так, для двенадцати вольтовой АКБ необходимо связать воедино 6 банок.

Тяговые аккумуляторные батареи достаточно тяжелы и занимают много места. Например, модель на 180 Ah имеет габариты – 850х650х400 и весит 600кг. Если сравнивать со знакомыми автолюбителям пусковыми АКБ, то по емкости, это равно трем автомобильным аккумуляторам на 60Ah, которые весят не более 20 кг каждый. Масса и размеры определяют ряд требований к материалам корпуса и его толщине. Как правило, это кислотостойкий диэлектрик – на современных устройствах чаще применяют полимеры.

Особенности аккумуляторов для лодочных моторов

Ни в коем случае не стоит вскрывать корпус. Их специально делают неразборными, чтобы предотвратить доступ кислорода к пластинам, так как это может привести к окислению и поломке агрегата.
Если вы приобрели АКБ повышенной емкости, на него нужно установить ограничитель заряда иначе двигатель перегорит при подаче высокого заряда.
При покупке свинцово-кислотного аккумулятора помните о его токсичности. Если вдруг корпус будет пробит, то его необходимо утилизировать в местах для приема токсичных отходов. Свинец — это тяжелый металл, который может нанести непоправимый вред здоровью.
Не стоит допускать падение уровня заряда кислотного аккумулятора ниже отметки в 20%, это негативно скажется на ресурсе АКБ, особенно это касается батарей с жидким электролитом, 4-5 глубоких разряда, они приходят в негодность.

Бортовое зарядное устройство для катера

Лодочникам, приобретающим тяговый АКБ, нужно знать, что такие аккумуляторы не стоит хранить зимой в неотапливаемом помещении, так как при температуре ниже – 20 по Цельсию они могут прийти в негодность.

И также не стоит подвергать их нагреву или длительному нахождению под прямыми солнечным лучами – при переходе отметки в +60 по Цельсию вероятность взрыва возрастает пропорционально повышению температуры.

Какие бывают тяговые аккумуляторы для лодок и в чем их особенности

Как получить от лодочного аккумулятора бытовое напряжение 220 вольт на борту прогулочного катера

Характеристики акб тяговых

Таблица 1 Основные характеристики тяговых аккумуляторов серии А

Таблица 2 Массогабаритные и электрические характеристики батарей с емкостью от 210 до 560 Ач