Motocyklový Dual Battery System

Zpráva

zeman-ondrej · #1 Příspěvek od **zeman-ondrej** » 08 zář 2020, 10:56

Dobrý den všem!

Mám v hlavě jeden projekt. Chtěl bych v motocyklu zřídit systém dvou baterií:

1. Startovací olověná 12V 10Ah motobaterie v původní lokaci pod sedlem + provozní baterie v postranních brašnách.
2. Provozní baterie (kvůli těžišti a vybalancování) musí být (a) relativně lehké, (b) malých rozměrů a (c) početně buď dvě, nebo jedna baterie o N článcích, fyzicky rozdělených na poloviny do obou brašen.
3. Provozní baterie se bude nabíjet spolu se startovací baterií z alternátoru při chodu motoru, nebo připojením externí nabíječky.
4. Startovací baterie je chráněna před vybitím.
5. Startovací baterie dokáže použít provozní baterii pro nouzové nastartování (po manuálním propojení obou přes spínač).
6. Provozní baterie bude chráněna před vybitím ze strany spotřebičů.
7. Provozní baterie bude mít na výstupu (a) duální voltmetr = jedno zařízení se dvěma displeji pro sledování napětí obou baterií, (b) 2× USB 2A sloty, (c) 12V výstupní zásuvku "zapalovač", (d) vstupní zásuvku pro externí nabíječku a (e) vypínač, kterým zařízení (a) až (c) odpojím od napětí.
8. Celý systém bude add-on zapojený za startovací baterií. Do původní motokabeláže na trase alternátor-startovací baterie nechci zasahovat.

Řemeslné úkony (pájení, krimpování...) ke zdárnému a bezpečnému sestrojení ovládám, resp. mám někoho takového k ruce. Ale neumím si navrhnout a vymyslet řešení, které by bylo optimální jak po elektrotechnické, tak ekonomické stránce. Nemusí to stát majlant, pokud to jde vymyslet levněji.

Laická představa byla vykrást laciné powerbanky. Použít jejich 18650 články. Sestavit z nich za použití nějakých stavebnic / prověřených hotových tištěných obvodů z Číny jeden power-pack, fyzicky rozdělený do obou motobrašen. Takto sestrojenou provozní baterii propojit se startovací baterií přes Victron Cyrix-ct propojovač. A z provozního powerpacku vytáhnout přes nožové pojistky do jedné z motobrašen vypínač + požadované výstupní konektory + vstupní zásuvku pro externí nabíječku.

Ale jak říkám, nevyznám se. Netuším, jestli můžu propojovat Li-ion akupack s Pb baterií přes Cyrix-ct; jestli sestavu budu moci nadále krmit z Bosch C3 externí AC-DC nabíječky, nebo budu muset pořídit jinou; jaký sério-paralelní poměr u akupacku zvolit; přes jaké hotové tišťáky akupack jistit po stránce bezpečnosti a životnosti článků; jaké nakoupit průřezy kabeláže; které krimpovací spojky zvolit; jak silné potřebuji nožové pojistky pro spotřebiče a mezi bateriemi...

Sestavím to řemeslně bez problémů, ale jen na základě návodu. Pro vás to bude brnkačka vymyslet, já bych se s tím trápil.

Chtěl bych vás proto poprosit o blbuvzdorné návrhy, jak byste systém vyřešili vy. Čili optimálně o poskytnutí schémat zapojení s podrobným seznamem potřebných dílů. Vítám i alternativní návrhy a tipy (jiné zařízení pro monitoring stavu baterií atp.).

Moc díky za váš čas a ochotu. Těším se na postřehy.

#2 Příspěvek od **rnbw** » 08 zář 2020, 11:07

Li-ion pripojit paralelne k olovenej baterii nemozes. Dal by som tam dve 6V olovene.

Kremik · #3 Příspěvek od **Kremik** » 08 zář 2020, 11:39

Celý ten systém více baterií, kdy každá bude "na něco" je na první pohled zajímavý, ale provozně zcela zbytečný. Vozíš s sebou celkovou kapacitu, to je důležité. Počet baterií nikoliv. Stačí pohlídat, aby se při odebrání určitého množství z celkových dostupných Ah vyřadily nedůležité spotřebiče a zůstalo tak dost šťávy pro věci zásadní. To je celé.
Smysl používat dvě baterie má jen tehdy, jde-li o provoz, který pro olověné baterie není vhodný z důvodu nemožnosti včasného dobití nebo hlubokého vybíjení. Pak se olovo udržuje trvale nabité a druhá baterie podle možností.
Pak je ještě třetí možnost pro prodloužení životnosti olova v automobilu, ale tu jsem si zatím jen vymyslel, nevyzkoušel a nevím, zda by byla finančně zajímavá.

sinclair · #4 Příspěvek od **sinclair** » 08 zář 2020, 12:28

zeman-ondrej píše: Chtěl bych vás proto poprosit o blbuvzdorné návrhy, jak byste systém vyřešili vy. Čili optimálně o poskytnutí schémat zapojení s podrobným seznamem potřebných dílů. Vítám i alternativní návrhy a tipy (jiné zařízení pro monitoring stavu baterií atp.).

Cílová odměna za komplexní blbuvzdorné řešení, schémata zapojení a podrobný seznam potřebných dílů je jaká?

zeman-ondrej · #5 Příspěvek od **zeman-ondrej** » 08 zář 2020, 14:21

rnbw píše:Li-ion pripojit paralelne k olovenej baterii nemozes. Dal by som tam dve 6V olovene.

Díky moc za ujištění. Myslel jsem si to, někde jsem se tomu taky dočetl.

Mít celý systém v Pb by mi přišlo nejlepší jak po stránce pořizovacích a obnovovacích nákladů, tak po stránce jednoduchosti zapojení. Bohužel Pb aku jsou pro mou konstrukci příliš těžké a rozměrné. Uvažuji mít celý systém umístěný ve vodotěsných boxech mezi zadním blatníkem a nosičem bočních motobrašen. Dovnitř do brašen by byly vyvedené jen zdířky, abych se neokrádal už tak o nevelkou úložnou kapacitu. Taky předpokládám, že bych musel u série 2 ks provozních 6V baterií jít přes balancér, abych se dostal na 12 V.

Optimální by bylo celý systém převést na lithium, tedy i startovací baterii mít Li. Chtěl jsem si ale ověřit, jestli typový nesoulad startovací a provozní baterie není řešitelný nějakou jinou cestou, např. přidanou elektronikou. Pokud by to bylo jen trochu možné, v zájmu optimalizace pořizovacích a obnovovacích nákladů jsem to chtěl upřednostnit.

Po Tvém vyjádření ale spíš beru tento koncept za slepou větev brainstormingu.

#6 Příspěvek od **rnbw** » 08 zář 2020, 14:40

Hmotnost zalezi na kapacite, aku pozadujes. Napr. CSB HRL634W ma 1,32kg a 9Ah. Spojit do serie ich mozes priamo (ked je kabel dlhsi, tak cez poistku).

Li-ion sa pouzit da, ale nie pripojena paralelne. Nabijat cez vhodnu 12V nabijacku a ked z nej chces aj 12V vystup, tak cez menic. Clankov si zvolis, kolko potrebujes a podla toho nabijacku a menic. Akurat z toho nenastartujes.

#7 Příspěvek od **EKKAR** » 08 zář 2020, 15:18

rnbw píše:...Li-ion sa pouzit da, ale nie pripojena paralelne. Nabijat cez vhodnu 12V nabijacku a ked z nej chces aj 12V vystup, tak cez menic. Clankov si zvolis, kolko potrebujes a podla toho nabijacku a menic. Akurat z toho nenastartujes.

Nastartuješ - pokud při vybitý Pb startovačce a zbytku náboje v Li-Ionu dokážeš měničem "přečerpat" nějakou tu Ah zpátky do olova a z něj natočit motor. Metoda je vyzkoušená, používali ji už Jim Lovell, John Swigert a Fred Haise na Apollu 13, když po havárii servisního modulu před přistáním dobíjeli baterky velitelský sekce z baterek lunárního modulu ...

zeman-ondrej · #8 Příspěvek od **zeman-ondrej** » 08 zář 2020, 15:29

Kremik píše:Celý ten systém více baterií, kdy každá bude "na něco" je na první pohled zajímavý, ale provozně zcela zbytečný. (...)

Moc díky za reakci. Moje úvaha vychází z inspirace v offroad / car camping komunitách, kde se běžně do vozidel umisťují různě sofistikované varianty dvou baterií. MAIN baterie pro start a provoz vozidla jako takového, AUX trakční baterie jako zdroj napájení pro spotřebiče (lednice a ostatní elektro). Některé systémy jsou i s možností solárního dobíjení.

Na motocestách strávím poměrně značný čas s velkým podílem mimo civilizaci. Přemýšlím proto o analogii v podstatně stísněnějším instalačním prostoru, která by sloužila k rozšíření vezené kapacity (a jejímu soběstačnému dobíjení) pro udržování telefonu, foto- a videozařízení, GPS, handsfree... v nabitém stavu.

Vyměnit defaultní startovací motobaterii za nějakou o vyšší kapacitě (s doplněním přídavné ochrany proti podpětí) by bylo nejlepší variantou, ale na jednu kapacitně velkou baterii nemám nikde prostor.

V tuto chvíli řeším situaci poněkud banálně adaptérem se dvěma USB výstupy, vyvedeným napřímo ze startovací baterie přes pojistku volně do brašny. Uvažoval jsem pro jistotu předřadit modul YX-X801 (podpěťová ochrana s potenciometry pro volbu voltáže rozpojení a histerezí znovusepnutí), ale ještě jsem se k tomu nedostal.

Rád bych totiž zvážil možnosti sofistikovanějšího a úhlednějšího řešení. A pokud by to mělo obnášet nevratným způsobem zasahovat do brašen, chtěl bych třeba i zainvestovat čas a peníze do komplexnějšího řešení, jež by přineslo vyšší přidanou uživatelskou hodnotu.

zeman-ondrej · #9 Příspěvek od **zeman-ondrej** » 08 zář 2020, 15:46

sinclair píše:Cílová odměna za komplexní blbuvzdorné řešení, schémata zapojení a podrobný seznam potřebných dílů je jaká?

Díky za zprávu. Určitě nejsem skrblík. Know-how lidí si vážím a nepřišel jsem ho sem vysávat gratis. Adekvátní odměně se určitě nebráním, jisté úpravy na radiokomunikační elektrotechnice jsem svého času ocenil něčím tekutým.

Na druhou stranu smluvní vztah by měl být reciproční. Přestože projektový návrh zůstává pro zdárný výsledek tím klíčovým, břemeno shánění dílů, kompletace a montáže zůstávají na mně. Možná mylně, ale pochopil jsem zdejší fórum jako komunitu fandů do DIY elektra. Pokud by satisfakce byla požadována ve výši komerční realizace, obdobně jako od komerčního subjektu bych poté musel požadovat i stejnou úroveň záručních garancí atp.

zeman-ondrej

rnbw píše:Hmotnost zalezi na kapacite, aku pozadujes. Napr. CSB HRL634W ma 1,32kg a 9Ah. Spojit do serie ich mozes priamo (ked je kabel dlhsi, tak cez poistku).

Děkuju, kéž by to tak šlo. Ale s olovem se nevejdu ani rozměrově ani hmotnostně.

#11 Příspěvek od **EKKAR** » 08 zář 2020, 16:02

Sinclairova narážka byla určitě míněná tak, jak byla napsaná - jako odměna ZA KOMPLEXNÍ ŘEŠENÍ neboli za kompletní návrh projektu včetně doporučení kde koupit jaký díly. Jinak já bych volil jako přídavnou baterku zase olovo - i když je těžký, je především vyzkoušený a dá se nabíjet přímo paralelním připojením, navíc jak už jsi napsal, v nouzi se dá zase zpětně přes pomocnou spínací jednotku použít i bez měniče k nastartování motoru. pokud jak píšeš, trávíš víc cestovatelskýho času mimo běžnou civilizaci a motorka je zásadním zdrojem energie i pro používanou elektroniku, vyhnul bych se VE ZDROJOVÝ ČÁSTI všemu, co komplikuje provoz, snižuje účinnost a zároveň spolehlivost = veškerý měniče a různý hladiny napětí, neboli to i přes značnou dnešní oblíbenost vylučuje lithiový články včetně železo-fosfátovejch. Tím nemyslím, že by ses měl zbavovat měniče(ů) 12V/5V pro USB, ty mít musíš. Ale veškerý propojování mezi baterkama bych řešil výhradně jen bez změny napěťový hladiny = pokud chceš rozkládat váhu, nedával bych sekundární baterku dělenou 6+6V, ale dal bych na každou stranu jednu 12V, byť s menší kapacitou, ale zase se vyhneš místu, kde je jiná napěťová hladina. Hlavně nezapomenout na příslušný průřezový dimenzování spojovacích vodičů, z toho jsou vždycky problémy, pokud se nadměrně omezí průřez a tím vzniknou úbytky napětí nebo dokonce nežádoucí ohřev míst s přechodovým odporem ...

zeman-ondrej

Ještě si říkám (omluvte laický brainstorming):

Řekněme, že za startovací baterii dám nějaký druh ochrany před vybitím. Třeba zmíněný modul YX-X801 (Podotázka: Jak si tento modul kvalitativně stojí z vašeho odborného pohledu na jeho konstrukci?) Z toho mi vyplývá, že cokoliv připojené dále v obvodu nedokáže vybít startovací baterii natolik, aby nebyla schopná nastartování.

Odpadl by tak požadavek, aby systém umožňoval využít záložní baterii i ke startování. Ve výsledku by tak pro sledovaný účel nabíjení dříve vyjmenovaných spotřebičů stačilo, abych navýšil vezenou kapacitu a umožnil její nabíjení za jízdy.

Co kdybych tedy k primární baterii zapojil (přes YX-X801 modul a samozřejmě pojistky) paralelně dvě 20Ah powerbanky, které umí být krmeny na vstupu 12 V? Z měničů powerbank bych vyvedl do brašen jen USB samice s už převedeným napětím a informační displeje voltmetrů.

Oproti původnímu plánu nenastartuji z náhradního zdroje. Nebudu mít 12V zapalovačovou zásuvku (která byla stejně svým způsobem nadbytečná), protože mi přijde hloupé ztrátově měnit z 12 V dolů na těch cca 5 V a zpátky nahoru na 12 V. A před nabíjením hlavní baterie z externí nabíječky budu muset odpojit powerbanky. (Nebo ne?) Ale povezu tak pro telefon, handsfree atp. 40 Ah, což stačí.

Uvažuju správně, nebo potím nesmysly? Opravte mě prosím. A jednalo by se optikou elektrotechnika o úhledné řešení, nebo byste to udělali jinak lépe?

#13 Příspěvek od **rnbw** » 08 zář 2020, 16:36

Nahradu startovacej baterie za li-ion nevidim realne. 3 clanky su malo (8,4-12,6V) a 4 zase vela (11,2V-16,8V).

Existuju ale LiFePO4 nahrady. Oproti olovu rovnakej velkosti maju nizsiu hmotnost, kapacita je takmer rovnaka.

Ak potrebujes len 5V, tak powerbanky pouzit mozes. Ale kup nieco kvalitnejsie (na AliExpresse a pod. je to samy podvod).

[edit]
Je nutne si uvedomit, ze kapacita 20Ah pri powerbanku sa neda porovnavat s kapacitou 10Ah olova. Treba porovnavat energiu (Wh). Pri powebankoch vyrobca udava kapacitu vnutornej 3,6V li-ion baterie (nie kapacitu dostupnu na 5V vystupe!). Takze 20Ah powerbank ma priblizne 20Ah * 3,6V = 72 Wh, 12V/10Ah olovo ma 10Ah * 12V = 120 Wh.

zeman-ondrej

[quote="EKKAR"][/quote]

Ad Sinclairův příspěvek: No hard feelings. Neberu tu poznámku zle. Nic není dnes zadarmo, adekvátní cenu za řešení takříkajíc na klíč akceptuji.

Jen jsem chtěl v obecné, neadresné rovině podotknout, že nejsem včerejší. Přišlo by mi osobně stejnou měrou vyčůrané nechat si tady udělat na míru řešení vč. seznamu dílů zadarmo, jako by bylo inkasovat zde za návrh komerční částku, jakou by si řekla firma, ovšem bez stejné úrovně garančního krytí, které na firmě vyreklamuji v případě nezaviněné závady a škod.

Jinými slovy, flaška za kamarádskou radu a výpomoc bez záruky, když shořím, je adekvátní cena. Komerční cena s fakturou a zákonnými zárukami je adekvátní cena. Libovolné kombinace obojího už ale ne.

Ad olověná konstrukce: Naprosto souhlasím. Čím méně k*rvítek, tím samozřejmě lépe. Bohužel mi užitečná hmotnost po odečtu jezdce moc velká nezbývá. Prostorově vzato mezi brašnou a blatníkem není tolik vzduchu, aby se tam na hloubku vešlo i kapacitně menší 12V olovo. A z vnitřního objemu zavazadelníků už neobětuji ani půl litru.

Maxipes_ · #15 Příspěvek od **Maxipes_** » 08 zář 2020, 17:22

Můžu se zeptat o jaký motocykl se jedná a jestli je výkon alternátoru dostačující pro tvé potřeby?
Já uvažuji nad řešením malého výkonu alternátoru u mého motocyklu, který dává při 14 V slabých 270 W (měl by mít asi 280 W). Věděl jsem, že při vyšším napětí bude výkon taky vyšší, což jsem ověřil měřením a při napětí 30 až 36 V je výkon alternátoru bohatě přes 500 W. Kdybych zapojil za alternátor regulátor napětí na těch 36 V (nebo víc podle rozsahu vstupního napětí měniče) a snižující spínaný měnič z 36 V na 14.4 V s dostatečnou zatížitelností aspoň 40 A, tak bych měl výkon dostatečný, ale problém je obstarat takový měnič, aby nebyl moc velký, měl velkou účinnost, odolnost proti chvění a stejně bych ho musel dát do hliníkové skříňky upevněné zevnitř na držák bočních kufrů.