钜大LARGE | 点击量:1384次 | 2021年04月13日
房车生活中你真的会用电吗?该如何选择蓄电池的类型和容量?
先给大家简单介绍一下房车中的用电模式,房车上的电能一般分为12V直流电和220V交流电,其中12V电储存在房车的蓄电池中,(差别底盘的启动电瓶,我们习惯称为生活电瓶),220V电没有储存只能外接或者通过逆变器对12V电源进行转化,房车上一般会标配有1-2块蓄电池用来储存电量,通常为100Ah-200Ah,但根据我国车友的使用习惯,后期都会或多或少对蓄电池容量进行升级,这也是我们今天要讨论的内容。
先给大家解释一下12V1000Ah相当于几度电,毕竟我们平时用电都会按照度这个单位计算:1度电=1kWh,就是1000W的电器工作一小时消耗1度电,电瓶容量=12V*1000Ah=12kWh即12度电,在满电的情况下1000Ah的电瓶内有12度电,经过12V-220V逆变器的转换会有一部分损耗,按照实际利用率为百分之80左右,大概不到10度;以100Ah蓄电池的重量约为30kg,那么1000Ah基本会达到300kg的量级,而房车载质量大多在300-500kg区间,假如电池占了80%那么对行车安全将造成很大隐患。
以功率在250W的车载电视为例,10度电大约能持续观看40个小时。
无外接电是指房车使用大容量锂离子电池进行电量储存,以太阳能、汽车发电机(12V)等进行电能补给,最后用逆变器将储存的12V直流电转换为220V交流电供给房车使用,摆脱房车对外接电的依赖。但是这种用电方式真的靠谱吗?为何许多规模大的房车公司没有推出这种车型呢?今天我们就围绕着房车蓄电池展开讨论,在看看房车生活区到底加装多大容量的蓄电池最合适!
目前市面上的房车生活蓄电池大致分为铅酸电池和磷酸铁锂离子电池,接下来我们就将二者进行比较。
充电温度:0~45℃
-放电温度:-40~+55℃
-40℃最大放电倍率:1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
一、锂离子电池优势
相较传统的铅酸电池而言,锂离子电池在充放电电能效率、储电量、体积、重量等方面都有着明显优势;锂离子电池相关于普通电池体积要小很多,一般同样型号的锂离子电池只有蓄电池一半的大小,重量是蓄电池的三分之一;优质的锂离子电池的寿命一般在5到6年左右,免去经常更换电池的烦恼;但是现在市场上鱼龙混杂,假如一不下心图便宜买到假锂电,那么基本用不了几天。总结起来就是电池效率高、体积小、重量轻、寿命长。
二、锂离子电池劣势
锂离子电池安全性较差,有发生爆炸的危险;锂离子电池的线路脆弱,要防止过充过用;锂离子电池生产要求高、成本也较高,锂电蓄电池的价格一般是铅酸电池的3~4倍,真正让人担忧的是其稳定性。
国内房车使用锂电蓄电池着火的事件时有发生,使得不少人对锂电蓄电池的态度模糊。锂电蓄电池最佳使用温度为15~30℃,假如工作温度超过35℃,其性能就会急剧下降,甚至是死机;当工作温度低于5℃,电池的充电功率会大幅降低,甚至在0℃以下会出现无法充电的情况,而充电时间过长会导致电池出现析锂现象,可能会造成电芯内短路等安全隐患。
总结起来就是:成本高、安全性差、不稳定。
三、厂家态度:
目前市场上许多大型房车厂家如凯伦宾威、华晨、亚特等都是采用铅酸电池或者胶体电池,像房车之中使用最多的深循环铅酸电池,可以将电量放得很低而不对电池寿命有影响。
与大型房车制造商对锂电蓄电池谨慎的态度相比,小型生产厂家为了赢得市场会在差异化上下功夫,更愿意使用锂离子电池;虽然前文一直在强调锂离子电池的种种不稳定性,但是只要安装和使用得当,锂电蓄电池的事故率还是在可控范围内。这也是很多小型房车改装厂敢于使用的原因,而对大型房车制造商来说,即使万分之一的事故率也是非常可怕的事情。大多数用户对那么低的事故率并不会放在心上。
四、存在问题
首先新增蓄电池容量,把一块蓄电池变成两块,把200Ah变成400Ah,就会出现房车重量新增、房车配重发生变化的结果。
另外有关锂离子电池的隐患有待于进一步讨论。其次是放弃外接电的补给,仅选择太阳能、汽车发电机(12V)等进行充电。太阳能受纬度、天气、地形等外力影响较大:以一块额定功率为400W的太阳能电池板为例,在标准的光照强度,电池缺电情况下,理论上1个小时蓄电量为400W&pide;18V×12V×1h=0.267kWh,即0.267度电,按照每天平均光照6个小时计算也就是0.267kWh×6=1.602kWh,约合1.6度电,充电效率按照70%计算,一天实际的充电量为1.6×.0.7=1.12度电,在不使用大功率电器的情况下,照明、电视、冰箱、电子设备等功率按照300W计算,1.12&pide;0.3=3.7h;
汽车发电机看似靠谱,其实则不然。房车经常停在一个地方数天之久,发动机根本不启动何谈发电。最后是房车的逆变系统,因为受到储电量的制约,即使携带大量的电池,仍然很难满足正常生活所要的220V电力。
四、解决方法
其实与其纠结使用多大的蓄电池,我们是否应该静下心好好想一想我们真的要那么多电吗?
看到这个问题估计很多车友就迫不及待的要反驳了,在这个各种电器普及的时代,干什么不要用电了呢!
房车中耗电最大的无非就是空调、电磁炉、热水器等大功率电器,许多朋友买房车会纠结房车一定要有空调,要不夏天热死,实际上桃子特别想说我们玩房车难道不是为了去气候适宜的环境,享受房车生活嘛,冬天南下、夏天北上;难道是为了挑战极寒和酷暑吗?安空调是为了怕热或者怕冷,但其实解决冷热问题也不一定完全依靠空调,许多进口房车内部其实是不标配空调的,当然每个人的需求不相同,桃子在此只是讲述自己的看法,现在许多厂家为了解决房车空调耗电量的大等问题纷纷推出了车载12V的变频空调,至于效果如何,可以在今后的文章中给大家详细讲解!至于冬季大家最关心的热水和暖风等问题均可以配备驻车燃油加热器,通过燃油作为加热器非常方便;
还有微波炉、电水壶等这种电器都可以选择小功率的替代品;
其余照明、电视、冰箱等可以使用12V电源供电的设施,一块容量为400Ah的生活电瓶实际能利用的电量在4度左右,就可以让400W的小冰箱持续使用10小时。
不论是采用玻璃纤维隔膜的阀控式密封蓄电池(以下简称AGM密封蓄电池)还是采用胶体电解液的阀控式密封蓄电池(以下简称胶体密封蓄电池),它们都是利用阴极吸收原理使电池得以密封的。
电池充电时,正极会析出氧气,负极会析出氢气。正极析氧是在正极充电量达到70%时就开始了。析出的氧到达负极,跟负极起下述反应,达到阴极吸收的目的。负极析氢则要在充电到90%时开始,再加上氧在负极上的还原用途及负极本身氢过电位的提高,从而防止了大量析氢反应。
对AGM密封蓄电池而言,AGM隔膜中虽然保持了电池的大部分电解液,但必须使10%的隔膜孔隙中不进入电解液。正极生成的氧就是通过这部分孔隙到达负极而被负极吸收的。
对胶体密封蓄电池而言,电池内的硅凝胶是以SiQ质点作为骨架构成的三维多孔网状结构,它将电解液包藏在里边。电池灌注的硅溶胶变成凝胶后,骨架要进一步收缩,使凝胶出现裂缝贯穿于正负极板之间,给正极析出的氧供应了到达负极的通道。
由此看出,两种电池的密封工作原理是相同的,其差别就在于电解液的固定方式和供应氧气到达负极通道的方式有所不同。
三、电池结构和工艺上的重要差异
AGM密封蓄电池使用纯的硫酸水溶液作电解液,其密度为1.291.3lg/cm3。除了极板内部吸有一部分电解液外,其大部分存在于玻璃纤维膜之中。为了给正极析出的氧供应向负极的通道,必须使隔膜保持有10%的孔隙不被电解液占有,即贫液式设计。为了使极板充分接触电解液,极群采用紧装配的方式。
另外,为了保证电池有足够的寿命,极板应设计得较厚,正板栅合金采用Pb’-q2w-Srr--A1四元合金。
胶体密封蓄电池的电解液是由硅溶胶和硫酸配成的,硫酸溶液的浓度比AGM式电池要低,通常为1.26~1.28g/cm3。电解液的量比AGM式电池要多20%,跟富液式电池相当。这种电解质以胶体状态存在,充满在隔膜中及正负极之间,硫酸电解液由凝胶包围着,不会流出电池。
由于这种电池采用的是富液式非紧装配结构,正极板栅材料可以采用低锑合金,也可以采用管状电池正极板。同时,为了提高电池容量而又不减少电池寿命,极板可以做得薄一些。电池槽内部空间也可以扩大一些。
四、电池放电容量
初期的胶体蓄电池的放电容量只有富液式电池的80%左右,这是由于使用性能较差的胶体电解液直接灌入未加改动的富液式电池之中,电池的内阻较大,电解质中离子迁移困难引起的。
近来的研究工作表明,改进胶体电解液配方,控制胶粒大小,掺人亲水性高分子添加剂,降低胶液浓度提高渗透性和对极板的亲合力,采用真空灌装工艺,用复合隔板或AGM隔板取代橡胶隔板,提高电池吸液性;取消电池的沉淀槽,适度增大极板面积活性物质的含量,结果可使胶体密封电池的放电容量达到或接近开口式蓄电池的水平。
AGM式密封蓄电池电解液量少,极板的厚度较厚,活性物质利用率低于开口式电池,因而电池的放电容量比开口式电池要低10%左右。与当今的胶体密封电池相比,其放电容量要小一些。
五、电池内阻及大电流放电能力
蓄电池的内阻是由欧姆内阻、浓差极化内阻、电化学极化内阻组成的。前者包括极板、铅零件、电解液、隔极电阻。AGM密封蓄电池所用的玻璃纤维隔板具有90%的孔率,硫酸吸附其内,且电池采用紧装配形式,离子在隔板内扩散和电迁移受到的阻碍很小,所以AGM密封蓄电池具有低内阻特性,大电流快速放电能力很强。
胶体密封蓄电池的电解液是硅凝胶,虽然离子在凝胶中的扩散速度接近在水溶液中的扩散速度,但离子的迁移和扩散要受到凝胶结构的影响,离子在凝胶中扩散的途径越弯曲,结构中孔隙越狭窄,所受到的阻碍也越大。因而胶体密封蓄电池内阻要比AGM密封蓄电池要大。