Как выбрать аккумулятор для лодочного электромотора в Санкт-Петербурге

Введение

Аккумулятор для электромотора нельзя выбирать только по емкости. Сначала нужно определить напряжение системы и максимальный ток двигателя, затем — требуемое время работы, допустимую глубину разряда и массу батареи. Иначе даже большая по цифрам емкость может оказаться неудобной или несовместимой.

Первое условие — правильное напряжение

Электрический лодочный мотор рассчитан на конкретное напряжение.

Распространены системы:

• 12 В;
• 24 В;
• 36 В;
• в отдельных классах — более высокое напряжение.

Нельзя произвольно подключать мотор к батарее другого напряжения.

Для системы 24 В обычно используется соответствующая батарейная сборка или две совместимые 12-вольтовые батареи, соединенные по требованиям производителя. Для 36 В количество элементов увеличивается.

Minn Kota указывает простой ориентир для собственных троллинговых двигателей: одна 12-вольтовая батарея на каждые 12 В системы.

Это не заменяет руководство конкретного электромотора, но показывает основной принцип.

Емкость отвечает за продолжительность работы

После напряжения смотрят емкость в ампер-часах.

Она показывает количество электрического заряда, которое батарея способна отдать при заданных условиях.

Если аккумулятор имеет 100 А·ч, а мотор потребляет 20 А, теоретический расчет дает пять часов. Этот пример также приводит Minn Kota в руководстве по выбору батареи.

Но реальная эксплуатация сложнее.

Ток электромотора меняется с режимом скорости. Максимальная ступень способна потреблять в несколько раз больше энергии, чем экономичный ход. Следовательно, одна и та же батарея обеспечивает совершенно разную продолжительность работы.

Поэтому емкость выбирают под сценарий, а не по принципу «чем больше, тем лучше».

Почему стартерный автомобильный аккумулятор — не универсальный выбор?

Стартерная батарея рассчитана прежде всего на короткую отдачу большого тока для запуска двигателя и последующую подзарядку.

Троллинговый электромотор работает иначе. Ему требуется продолжительная отдача энергии в течение значительного времени.

Поэтому для таких задач применяют тяговые или deep-cycle батареи, рассчитанные на циклический разряд.

Minn Kota прямо рекомендует для своих 12-вольтовых троллинговых моторов морские deep-cycle аккумуляторы и отдельно советует не использовать один и тот же аккумулятор одновременно как стартерный для бензинового двигателя и тяговый для электромотора.

Для конкретной системы приоритет всегда имеет инструкция производителя электромотора и самой батареи.

Свинцово-кислотный аккумулятор

Это традиционное решение.

К достоинствам относятся распространенность и понятная технология зарядки.

Главный недостаток для небольшой лодки — масса. При увеличении емкости тяжелее становится и батарея.

В компактном корпусе это влияет сразу на несколько параметров:

• общий вес;
• осадку;
• распределение нагрузки;
• удобство переноски;
• полезный груз.

Кроме того, глубина регулярного разряда влияет на срок службы. Поэтому номинальные 100 А·ч нельзя автоматически считать 100 А·ч без ограничений для ежедневного использования.

AGM

AGM относится к свинцово-кислотной технологии, но электролит удерживается в стекловолоконном сепараторе.

Для лодочного применения полезны закрытая конструкция и отсутствие необходимости обслуживать уровень жидкого электролита как у классических заливных батарей.

Однако физику свинцовой батареи это не отменяет: при большой емкости аккумулятор остается достаточно тяжелым.

AGM может быть рациональным вариантом, если масса не является критическим ограничением и нужна хорошо известная технология.

Литиевые батареи

Литиевая система привлекает прежде всего меньшей массой при сопоставимом энергетическом запасе и возможностью использовать большую часть номинальной емкости — в пределах, разрешенных конкретным производителем.

Для переносного лодочного комплекта это серьезное преимущество.

Но литиевый аккумулятор нельзя выбирать только по надписи LiFePO4 и емкости.

Нужно проверить:

• максимальный постоянный ток BMS;
• кратковременный допустимый ток;
• напряжение;
• рекомендации по зарядке;
• допустимую температуру зарядки;
• совместимость зарядного устройства.

Если двигатель способен потреблять, например, 50 А, а BMS батареи рассчитана на меньший продолжительный ток, большая емкость в ампер-часах проблему не решит.

Максимальный ток не менее важен!

Допустим, два аккумулятора имеют одинаковые 100 А·ч.

Первый способен длительно отдавать необходимый мотору ток. Второй ограничивается электроникой защиты.

На малой скорости оба могут работать нормально. При переходе на максимальную нагрузку второй аккумулятор способен отключиться по защите.

Поэтому перед покупкой нужно сопоставить максимальное потребление мотора и допустимый непрерывный ток батареи.

Для ориентира: в таблицах Minn Kota для отдельных 12-вольтовых двигателей максимальное потребление составляет около 30 А для тяги 30 lbs, 42 А для некоторых 40–45 lbs и 50 А для 50–55 lbs. Это характеристики конкретной линейки Minn Kota, а не универсальные значения для всех производителей.

Именно так и нужно использовать подобные цифры — только для соответствующей модели.

Массу АКБ нужно считать частью загрузки лодки

На ПВХ-лодке или небольшом алюминиевом корпусе большой тяговый аккумулятор может стать одним из самых тяжелых отдельных предметов на борту.

Если его установить рядом с транцем, одновременно с электромотором и сидящим сзади водителем, центр тяжести смещается к корме.

Иногда перенос батареи ближе к середине лодки улучшает распределение массы, но при этом увеличивается длина силового кабеля.

А увеличение длины проводки требует проверки сечения.

Получается взаимосвязанная задача: размещение батареи влияет на баланс корпуса, а расстояние до мотора — на требования к электрической цепи.

Экономить на силовой проводке нельзя

Для троллингового двигателя характерны большие токи при сравнительно низком напряжении.

Именно эта комбинация делает сопротивление проводки значимым.

Minn Kota рассчитывает рекомендуемое сечение кабеля с ограничением падения напряжения до 3% при полной мощности. При увеличении расстояния от батареи до двигателя рекомендованное сечение провода увеличивается.

Слишком тонкий кабель:

• нагревается;
• создает падение напряжения;
• ухудшает эффективность системы;
• создает дополнительный риск.

Силовой предохранитель или автомат также должен соответствовать рекомендациям производителя двигателя.

Зарядное устройство выбирают под химию батареи

Один зарядник нельзя считать одинаково подходящим для всех аккумуляторов.

Режим заряда зависит от химического состава.

Современные зарядные устройства могут иметь отдельные профили AGM, flooded lead-acid и lithium. Например, Minn Kota в собственных зарядных системах предусматривает отдельный выбор типа батареи.

Использование неподходящего режима способно ухудшить заряд и срок службы аккумулятора.

Поэтому зарядное устройство желательно определять одновременно с выбором батареи, а не после покупки.

Для Санкт-Петербурга важен маршрут

Большая емкость нужна не каждому.

Если лодка используется несколько часов на небольшом водоеме и мотор большую часть времени работает на низкой ступени, огромная батарея добавит массу, которая может никогда не использоваться.

При длительных маршрутах ситуация обратная. Запас емкости становится одним из основных параметров.

Особенно осторожно нужно рассчитывать систему для открытых участков, где усиление ветра способно потребовать более высокого режима мощности на обратном пути.

Рабочую емкость выбирают исходя из наиболее тяжелого реалистичного сценария, а не только спокойной погоды.

Как сопоставить емкость с задачей?

Можно использовать простой порядок. Сначала определить максимальный ток двигателя по документации. Затем оценить обычный средний ток на предполагаемой скорости. После этого определить желаемое время работы.

Например:

средний ток × время = необходимые ампер-часы.

Полученное число затем увеличивают с учетом:

• допустимой глубины разряда;
• энергетического резерва;
• возраста батареи;
• возможного усиления нагрузки.

Получив требуемую емкость, уже можно сравнивать разные типы аккумуляторов по массе, цене и удобству.

Не следует покупать аккумулятор «впритык»

Если расчет показывает, что весь доступный энергетический запас требуется для обычного маршрута, система не имеет резерва.

На практике расход может измениться из-за:

• ветра;
• загрузки;
• холодной погоды;
• состояния аккумулятора;
• дополнительного маневрирования.

Аккумулятор разумнее подбирать так, чтобы обычный маршрут не требовал его предельной разрядки.

Это полезно и для надежности возвращения, и для срока службы батареи.

Вывод

При выборе аккумулятора для лодочного электромотора важно учитывать не только емкость, но и напряжение системы, максимальный ток, тип батареи, допустимую глубину разряда, массу и требования к зарядке. Оптимальный вариант зависит от мощности двигателя, продолжительности маршрутов и условий эксплуатации, поэтому батарею лучше подбирать с разумным запасом по емкости и току, ориентируясь на рекомендации производителей мотора и аккумулятора.