Karlova karavanová akademie
Dobíjení v obytných autech
Milí čtenáři a čtenářky,
dnes si popíšeme dobíjení v obytných autech.
Obytná auta jsou z principu navržena a vyrobena jako vozidlo s možností delšího pobytu na cestách a s možným pobytem jak v kempu, Stellplatzu, ale i v místech bez přípojek sítí (voda, elektro). Obecně se vžil název „kempování na divoko“.
Každé továrně vyrobené obytné auto (zkráceně obytka) má tzv. Energoblok (zkráceně EBL). EBL je zařízení, které řídí a zobrazuje základní funkce obytky. V podstatě je to taková Řídicí Jednotka pro nástavbu. Každé auto má motorovou řídicí jednotku a každá obytka má energoblok.
Co má na starosti EBL?
Víme, že obytka má dvě baterky: startovací (pro starty a provoz motorové části) a nástavbovou (pro provoz kempující posádky). Tyto baterky někdo musí nabíjet. Takže EBL v sobě má vždy nabíječku.
Nabíjení ze sítě 230 V
Vestavěná nabíječka (většinou o výkonu 10–20 A) má tzv. proudový dělič. To je obvod, který dělí nabíjecí výkon mezi baterku startovací (malý výkon obvykle 2–3 A) a nástavbovou (velký výkon obvykle 10–20 A). Čili, když připojíme obytku na síť 230 V, začnou se nabíjet obě baterky.
Starší auta (r.v. cca ´85 – ´94) měly jednoduchý jednokanálový EBL, který uměl nabíjet pouze nástavbovou baterku, a to jen malým proudem 5–7 A. Tady je krásně vidět, jak nám obrovsky stoupla energetická spotřeba. Nejstarší nabíječky měly primitivní řízení jen napěťovým spádem, v začátcích se osazovaly selenové usměrňovače. Později nabíječky měly jednoduchou tyristorovou charakteristiku I/U, ještě později I/W a i další různé charakteristiky průběhu nabíjení. Jejich společný hendikep byl, že tyto nabíječky neuměly tzv. konzervaci a nejpozději po několika hodinách, max. dnech po ukončení nabíjení bylo potřeba je vypnout, aby baterku nepřebíjely. Prostě neuměly inteligentně ukončit proces nabíjení.
Novější auta (cca od r. ´94 – ´95) už mají všechny dvoukanálové bloky s IUoU charakteristikou. To znamená, že auto může být připojené na síť po celý rok, nabíječka osazená v EBL si to sama „ohlídá“. Společným jmenovatelem je, že všechny tyto nabíječky mají speciální řídicí integrovaný obvod nebo procesor. To byl veliký pokrok – s příchodem jednoduchých procesorů se zlomově změnil systém nabíjení.
Nabíjení za jízdy
Další důležitý obvod, který bydlí dnes v EBL, je systém dobíjení za jízdy. Ve chvíli, kdy nastartujeme motor, alternátor zvedne napětí na startovací baterce, v EBL se probudí obvůdek (komparátor), kterému říkáme D+ detektor a připojí ke startovací baterce přes relé současně i baterii nástavbovou.
To znamená, že:
ZA JÍZDY SE NABÍJÍ OBĚ BATERIE SOUČASNĚ.
Ve chvíli, kdy se motor zastaví, napětí obou baterek poklesne a EBL baterky opět rozpojí. Je to proto, že na startovací baterku nikdo nesmí sahat!! V případě potřeby musí obytka kdykoli nastartovat a odjet. Proto na veškerou spotřebu máme baterii nástavbovou. Tu můžeme zjednodušeně „vytřískat do nuly“.
Jasně, že nemůžeme. Ve většině EBL sídli podpěťová ochrana, která baterku včas odpojí.
Pro lepší pochopení si to dáme do čísel:
Normální baterka, která stojí a nepracuje, nikdy nemá přes 13 V.
Pokud je její napětí vyšší než 13 V, je evidentní, že tam teče energie zvenčí (solár, nabíječka, alternátor, E-Foy, centrála). Takže když nastartujeme motor a napětí startovací baterky nastoupá na cca. 13,6–13,8 V (různí výrobci nastavují různé hodnoty), v EBL se probudí náš známý D+ detektor a sepne relé, které propojí baterky. Po dobu chodu motoru se nám obě baterky dobíjí. Alternátor se točí, proudový dělič tam není.
Jak to, že se baterky nabíjí každá jiným proudem?
Proces se jmenuje „napěťový spád“. Elektrika teče z kopce. Do kopce ne.
Příklad:
Startovací baterka má 12,4 V (cca. 60 % nabití). Nástavbová baterka je vybitá na 12 V (10 % nabití). Ve chvíli, kdy alternátor začne generovat energii, tak různě nabité baterky mají různě veliký hlad (vnitřní odpor). Platí pravidlo, že čím je baterka nabitější, tím menší chuť přijímat energii má. Baterka zvyšuje vnitřní odpor. To znamená, že altík donese energii na zlatém tácku a baterky si samy vezmou na kolik se cítí. Jakmile dojde k vyrovnání napěťového spádu, tok energie se zastaví. Toto si řídí regulátor v autě a jeho hranice je obvykle mezi 14,4–14,6 V. Čili jakmile se obě baterky „nasytí“ dosáhnou plynovacího napětí okolo 14,6 V, tak do nich už nic neteče, nebo jen velmi málo. Toto je velmi jednoduchá a spolehlivá regulace, ale účinnost tohoto systému je malá. Museli byste jet např. 15–20 hodin, abyste baterku nabili do plného 100 % nabití. Nicméně: do „hladových baterek teče poměrně velký proud, který úměrně se vzestupem napětí klesá. Ve chvíli, kdy se alternátor zastaví, začne napětí baterek plynule klesat do tzv. ustáleného napětí. Ustálené napětí olověných baterek je 12,6–12,8 V. Tento pokles může trvat bez jiných odběrů až několik hodin. Aby ale baterky nebyly dlouho sepnuté zbytečně a nedocházelo k tzv. nežádoucím přetokům, náš obvůdek baterky rozpojí při poklesu okolo 13,2–13,5 V (opět – různí výrobci…). Tudíž k vybíjení startovací baterky nástavbou nemůže (nesmí) dojít.
U starších typů aut byl ještě magnetický vybavovač u motoru jako propojovátko, novější typy už měly jednoduchý tranzistorový komparátor (porovnávač), který „porovnal“, kdy sepnout a kdy ne. V době integrovaných obvodů tento proces udělá tzv. operační zesilovač. Tento obvůdek mají v EBL všechny obytky bez výjimky.
TABULKA PROVOZNÍCH HODNOT NAPĚTÍ:
baterka je bez zátěže (nepracuje)
Baterka pracuje = je pod zátěží (nabíjí se, vybíjí se, různě velkým výkonem)
Z této tabulky vidíme, že baterka je „gumová“, napětí značně kolísá podle velikosti zátěže. Vidíme, že nezatížená baterka má provozní napětí cca 12,0–12,6 V (což je malých cca. 0,6 V), ale pracující baterka (v zátěži) má rozsah 10,5–14,5 V čili 4 V!!! To je 6,5krát větší rozsah!!!
TATO TABULKA NÁM POMŮŽE SE JEDNODUCHÝM ZPŮSOBEM ZORIENTOVAT, KOLIK JE V BATERCE PŘIBLIŽNĚ ENERGIE.
NORMA EURO 6 a EURO 6d
Jak funguje norma E6 ?
Tato tragická norma (lobby zelených) byla určena ke snížení emisí.
Důvody: Když motor jede do kopce, jede na plné otáčky, produkuje emise. Aby se jejich množství snížilo, budeme vypínat altík v závislosti na otáčkách (cca 0,7–1 % výkonu celého auta) a ušetříme pár mikrogramů oxidů síry, dusíku a dalších sloučenin. To, že nebudeme dobíjet baterku, je nepodstatné, nás zajímá jen prvotní výsledek (jsme celí zelení).
Takže pokud je motor v provozních otáčkách např. více než 1700 ot/min – NEDOBÍJÍ. Pokud plachtíte z kopce na volnoběh, řídicí jednotka motoru (ŘJ) na chvíli dobíjení zapne. Ve chvíli, kdy dáte nohu zpět na plyn, tak dobíjení opět odpojí. Prostě ŘJ spíná buzení alternátoru v závislosti na otáčkách.
A to ještě nevstoupila v platnost norma Euro 7, ta má být ještě přísnější. To bude teprve něco.
Tak.
Další často řešený zdroj energie je solární panel s regulátorem, zjednodušeně „solár“. Existuje více typů panelů, regulátorů a systémů, v základu jsme si je popsali v sekci 2. a 3., tak jen krátce. Solární systém můžu připojit do EBL, např. německý Schaudt má přímo konektor pro solární regulátor. Pozor – vždy používáme výrobcem předepsaný typ regulátoru. Pokud uděláme solární systém z jiných komponent a nejsme si 100 % jistí, nepropojujeme je přes EBL, ale napřímo na baterku.
OTÁZKA: Nebudou se v provozu jednotlivé systémy „hádat“?
Odpověď: Jak které.
Solární systém pracuje s relativně malými proudy a může pracovat jak s nabíječkou, tak s alternátorem. Síťová nabíječka (230 V) si nevadí se solárem, ale vadí si s alternátorem. Oba zdroje jsou velmi silné zdroje energie a navzájem si můžou ublížit. Většinou alternátor prorazí spínací polovodiče v závěrném směru v nabíječce v EBL. Extrémně citlivá je typicky italská Nordelettronica. Tam opravdu stačí pár minut a je hotovo.
Perla: NIKDY NENECHÁVEJTE AUTO S BĚŽÍCÍM MOTOREM PŘIPOJENÉ NA 230V !!!
Tuto informaci prodavači majitelům nikdy nesdělují (protože většinou to ani nevědí) a škody jsou pak značné. Pokud vím, jsem jediný, kdo tuhle informaci říká. Tak si toho važte.
To by pro dnešek mohlo stačit, a příště si probereme vestavby.