1,设计资料汇总
外接设备:12V200A磷酸锂电、充电器130W。12V3000W逆变器
电池功率:12V*200A=2400W
原车发电机及配套设备参数。
汽车发电机电压一般在13.8-14.5V之间。对于输出功率为500W,输出电压为14V的发电机,最大输出电流为30-40A。
汽车启动前的电瓶电压在11.8V-12.8V之间,启动后的电瓶电压在13.2-14.8V之间,只要启动时的电压不低于11V就算是正常电压。然而12V的电瓶电压并不是固定的,一般都会大点。电瓶电压一旦低于10.8V时需要及时进行充电。
12v磷酸铁锂电池充电电压是14.4-14.6V。
12v磷酸铁锂锂电充电器功率:14.6V*5A=73W
一般点烟器的电压和电流都是12V和10A,总功率小于120W
太阳能充电控制器对12v磷酸铁锂电池:浮充电压14.6V。放电截止电压11.8V。放电恢复电压12.5V。
2,设计思路
如果,想用汽车自带发电机对外带的一只12V200A点磷酸铁锂电池进行充电。那需要解决两个问题。1,不能影响原车电瓶的正常充电。2,充电电压不能低于14.6V。
怎么能在不影响原车充电设计的基础上,,对外带大电源充电呢?
为此,我先要定义,这种行车充电方式,只是外接大电源的一种补充充电方法。外接大电源的正常充电,应该是使用供电局的电源进行主要充电模式。
另外,原车发电机可以对12V磷酸鉄锂电池直接充电。但会带来两个问题。
一, 由于发电机一般在13.8-14.5V之间,而充足12V磷酸鉄锂电池的电压是14.6V。所以,原车发电机无法充足12V磷酸鉄锂电池。
二, 二,直接并入原车充电系统进行充电。又会产生两个问题。1,使原车电瓶长期处于偏高电压之下,容易损坏原车电瓶。2,原车100A,并上一个外接200A的电池后。对发电机负荷增加。不光会损坏发电机,还会使发动机动力下降。并且,使充电时间加长。
解决上述问题的办法有两个。
一, 优先充足原车电瓶后,自动切换到外接电瓶的充电状态。
二,采用分流技术。把原车发电机发出的40A电流,分成两路。30A对原车电瓶充电。10A用于外接电源的补充充电。
两种解决方案中。采用自动切换相对比较容易。缺点是无法充足外接磷酸铁锂电池。采用宽电压输入,稳压限流输出。优点是能充足锂电,缺点是设计复杂,模块价格高。
按我的 “行车时补充充电,驻车时采用民用220V充足锂电”的辅助充电理论。我们可以把问题简单化处理。所以,我采用太阳能控制器作为自动充电控制器。通过对太阳能控制器的设置,使充电回路,只有在行车时,发电机工作时,才对锂电进行补充充电。从而,实现自动切换辅助充电功能。
JS-B0/10A太阳能控制器作为12V200A磷酸铁锂电池的充电器。JS-B0/10A太阳能控制器是可以针对各类电池,设置各种参数的。
3,太阳能控制器的自动转换充电回路的过程
首先,JS-B0/10A太阳能控制器的太阳能接入端和电池接入端之间有反接保护。也就是说,输入电源接太阳板接口时,电池接口有输出电压。反之,输入电源接电池接口时,太阳板接口处是无电压的。这个功能,解决了驻车不充电时,锂电池会反向给原车铅电瓶冲电。是铅电瓶电压长期过高。而损坏电瓶的问题。
其次,在JS-B0/10A太阳能控制器的太阳板接口和充电电源之间,串接一个继电器常闭触电。继电器模块的电源接在太阳能控制器的负载端口。把太阳能控制器的放电截止电压调整在12V,放电恢复电压设置在14.6V。
当锂电电压在12V—14.6V之间时,太阳能控制器的负载端口有12V以上的电压输出。继电器模块得电动作,切断点烟器对锂电池的充电回来。
当锂电电压降到12V以下时,太阳能控制器的负载端无电压输出,继电器模块失电复位,常闭触电恢复常闭,接通点烟器对锂电的充电回来。
当充电达到14.6V时,太阳能控制器的负载端有12V以上的电压输出。继电器模块得电动作,切断点烟器对锂电池的充电回来。
最后,上述整个充电过程。是利用发电机工作时,电压大于12V的时候,才接通外接锂电充电回路的。通过调整太阳能控制器的放电截止电压。就能调整充电回路在那个电压段中工作。比如,把太阳能控制器的放电截止电压调整到13V。这时候,发电机在13V的相对低速时,只对原车电瓶进行充电。相当于切断了外接锂电充电回路。当发电机高速旋转时,电压大于13V时,接通外接锂电充电回路,对外接锂电进行充电。而这个时候,原车电瓶基本处于满电状态,所需充电电流相对要少。相当于,发电机增加了。对外接锂电的充电电流量。