Подключение авто аккумулятора к компьютерному бесперебойнику

Подключение автомобильного аккумулятора к ИБП

Источники бесперебойного питания устанавливаются перед оборудованием, которое должно сохранить рабочие параметры после отключения сетевого питания. Устройство укомплектовано аккумулятором и электронной схемой контроля параметров и переключения на резервный источник. Можно ли подключить автомобильный аккумулятор к ИБП?

Типы ИБП и требования к аккумуляторам

Задачи, решаемые блоком, разнятся. Пассивные устройства устанавливаются в домашний компьютер. Линейно-интерактивные бесперебойники поддерживают напряжение перед потребителем 220 В, АКБ в сеть включен постоянно. ИБП с двойным преобразованием постоянно работает от АКБ, зарядка батареи идет от сети. Напряжение на выходе всегда стабильное, но оборудование сложное, требует охлаждения, устанавливается на особо ответственные потребители энергии.

Мощность бесперебойника определяется в вольт-амперах, а обслуживаемой техники – в ваттах. Соотношение: 1 ВА=0,6 Вт. При недостаточной мощности блока, сработает защита по току, ИБП отключится. Поэтому, подбирая устройство под потребителя нужно предусмотреть резервную емкость 30 %.

Стандартно в ИБП используют гелевые или AGM аккумуляторы. Отличия их по функциональности от автомобильных незначительны, но стоят они значительно дороже. Насколько оправдана модернизация ИБП, и насколько стартовый АКБ авто справится с задачей?

Можно ли использовать автомобильный аккумулятор для ИБП

Здесь рассматриваются только пассивные и линейно- интерактивные ИПБ, применяемые в личных целях. К тому подвигла цена родного устройства и сходные по функции способности недорогих автомобильных и ИБП аккумуляторов. Возможна ли переделка защитного блока?

Есть в конструкциях принципиальные различия – в гелевой батарее ИБП выполнены толстые свинцовые пластины-накопители из чистого свинца. В стартовом АКБ электролит жидкий, свинцовые пластины тоньше, состав имеет примеси. Автомобильный аккумулятор будет стоять рядом с блоком, загромождая помещение. Использование автомобильного аккумулятора в ИБП – апгрейд вынужденный. Суммарные потери при эксплуатации аккумуляторной батареи и родного АКБ блока в итоге сопоставимы.

Перед тем как подключить АКБ от авто к ИБП, необходимо знать последствия:

Автомобильный АКБ не гарантирует достаточной точности показателей батареи из нескольких банок, так как каждая из них влияет на суммарные показатели батареи.

Особые требования к батареям ИБП, которые невыполнимы для авто аккумуляторов:

ИБП под автомобильный аккумулятор

Однако умельцы все равно стремятся из автомобильного аккумулятора б/у собрать ИБП. Для работы необходимо:

Выбрать аккумулятор, предусмотреть, чтобы разряд ограничивался 20 % от емкости. Необходимо предусмотреть меры безопасности. Работу вести на оборудовании, отключенном от линии питания с видимым разрывом. Как сделать ИБП линейки Back-UPS (APC) из автомобильного аккумулятора, предлагаем последовательность:

Полезным будет посмотреть видео по теме.

Как применить автомобильный аккумулятор для ИБП газового котла

Если у вас в загородном доме стоит газовый котел, его сложная электроника несовместима с неустойчивыми сетевыми параметрами. Без ИБП не обойтись, но можно ли использовать автомобильный АКБ в сборке? Специалисты не советуют использовать неродной накопитель энергии по перечисленным ранее причинам. Они отмечают, 50 % дорогостоящей аппаратуры регулирования газовых котлов отказали именно из-за применения автомобильного аккумулятора.

В качестве внешних источников питания в схему можно включать автомобильные аккумуляторы, при условии, что для них устроен отдельный шкаф с вытяжкой. Это исключает образование взрывоопасной смеси в помещении.

Можно ли зарядить аккумулятор ИБП автомобильной зарядкой

Какими отличиями обладает зарядное устройство ИБП и можно ли его применять для зарядки автомобильного аккумулятора? Можно, если воспользоваться функцией постоянного тока. Тогда аккумулятор будет получать заряд долго, но зарядится полностью. Если воспользоваться постоянным напряжением, максимальное значение 13,8 В не позволит выполнить полную зарядку.

Точно также гелевый аккумулятор бесперебойника можно зарядить ЗУ от автомобильного АКБ. Но выставить нужно постоянный ток, равный 10 % от емкости. Примерное время накопления энергии около суток. Перезаряд гелевой батареи недопустим, необходимо снять ее с зарядки до достижения 14,4 В. Пред тем как зарядить аккумулятор ИБП зарядным устройством от автомобиля, нужно убедиться, что на корпусе устройства есть надпись rechargeable.

Зарядить автомобильный аккумулятор, используя ИБП можно, используя схему поочередного насыщения нескольких аккумуляторов, в схеме для газового котла. Тогда зарядное для автомобильного аккумулятора используется поочередно к накопителям, но тот прибор, что работает в паре с ИБП, не должен одновременно подзаряжаться.

На многочисленных форумах предлагают использовать ИПБ для зарядки автомобильного аккумулятора, выполнив электронную схему переключения своими руками. Важно чтобы была отсечка работы АКБ в схеме и подзарядкой. Если внешняя батарея одна, на время заряда автомобильным ЗУ защитный блок должен отключаться от потребителя должен отключаться.

Пользователи советуют использовать в схеме ИБП автомобильную батарею б/у или восстановленную. Так можно продлить срок службы автомобильной АКБ и научиться управлять процессом зарядки ИБП своими руками.

Источник

Почему автомобильный аккумулятор нельзя использовать в ИБП?

Предыстория

На тот момент, когда я первый раз попробовал заменить в ИБП старый аккумулятор ёмкостью 7Ач на старый автомобильный аккумулятор номинальной ёмкостью 65Ач, я ещё не знал, почему этого нельзя делать, и как это может навредить здоровью аккумулятора, самому ИБП и людям, проживающим в одном помещении с ним.

Доработка бесперебойника не заняла много времени, но профит был заметен сразу же. Сто-ватная нагрузка в виде домашнего «сервера» продержалась порядка двадцати часов без внешнего питания, хотя раньше 10 минут — это был предел, которого хватало разве что на корректное завершение работы. Более длительных отключений за время эксплуатации данной модификации замечено не было, а подключение интернета по технологии GPON позволяло серверу оставаться в сети даже при масштабных отключениях электроэнергии.

Но это было давно. А год назад мне случайно попалось на глаза объявление о продаже нескольких бывших в употреблении ИБП APC 3000 за смешные деньги, 4000 рублей за штуку, без аккумуляторов, но рабочие. Немного подумав, решил что надо брать, причём сразу два, правда к моменту покупки цена успела подняться до 5000 рублей за штуку, но меня это не остановило, ведь в магазине за те же деньги предлагали лишь варианты на 1кВт, да и то от всяких noname фирм с не очень лестными отзывами и модифицированным синусом.

Без аккумуляторов ИБП включаться отказался, судя по информации из интернета, ему требовалось восемь аккумуляторов по 12 вольт, т.е. батарея на 96 вольт, но конденсаторы на входе батарей были номиналом 63 вольта. Оказалось, что в картридже две параллельно соединённых цепочки по четыре аккумулятора, по 5Ач каждый. Итого получается батарея на 48 вольт и 10Ач. И вот тут началось самое интересное.

Выбор АКБ

Настало время покупать аккумуляторы. Разница в цене между специализированным аккумуляторами для ИБП и обычными автомобильными была примерно раза в два при сопоставимой ёмкости. Зачем платить больше? Решил загуглить и нашёл несколько сайтов продающих АКБ для ИБП, которые почти под копирку приводили несколько доводов, почему стоит заплатить больше. В целом звучит правдоподобно, но давайте их рассмотрим поподробнее.

Итак, первая значительная разница — это различное напряжение постоянного тока в автомобиле и у источника автономного электроснабжения. У автомобильной батареи напряжение постоянного тока примерно равно 14-14.2 В, а у аккумулятора для источника бесперебойного питания оно составляет 13.5-13.8 В. Напряжение тока заряда у обычных автомобильных и специальных для ИБП рассчитано на различные значения. После того как Вы подсоедините автомобильный аккумулятор к системе резервного электропитания, то результат будет виден такой — постоянно батарея будет недозаряжена. Высокое внутреннее сопротивление имеется у максимально заряженной батареи, так как потребляется небольшой ток при работе с ИБП. С разряженными аккумуляторами дела состоят с точностью наоборот. В конечном итоге присоединение автомобильного аккумулятора может привести к кипению электролита, так как будет потребляться постоянно ток и аккумулятор не будет до конца заряжаться.

Заглядываем в статью википедии о свинцово-кислотных аккумуляторах и видим, что ЭДС заряженного аккумулятора 2.11-2.17В, для 6 банок это получается 12,66-13,02В. Смотрим на аккумулятор для ИБП и видим надписи о рекомендуемых значениях напряжений: в режим постоянного подзаряда 13.5-13.8В, в циклическом режиме 14.4-15.0В. Смотрим на полностью заряженный автомобильный аккумулятор, видим 12.7В, заводим двигатель, напряжение поднимается до 14.2. Получается что 14.2В — это не напряжение автомобильного аккумулятора, а напряжение которым его заряжает автомобильный генератор. Но разве в автомобиле предусмотрена какая-либо схема заряда аккумулятора? В общем мне показался данный довод несостоятельным.

Второе отличие — временной этап работы и равномерное выделение электрического тока за счет пластин, которые встроены внутри аккумуляторной батареи. Средняя толщина электрода (пластины) у автомобильного аккумулятора составляет примерно 1-1.2 мм, а у специализированных для ИБП 2-2.5 мм. Движение электронов происходит на менее толстой поверхности. Если подключить автомобильный аккумулятор к источнику бесперебойного питания, то пластины которые находятся внутри быстро разрушатся из-за длительного функционирования цикла.

Если бы в автомобиле не было сигнализации и магнитолы, то наверное можно было бы поверить в то, что автомобильный аккумулятор не способен длительное время отдавать малые или средние токи, но ведь они питаются от того же аккумулятора. И это не говоря о том, что автомобиль в принципе может некоторое время двигаться без генератора, только лишь на заряде аккумулятора, и после этого достаточно будет просто зарядить аккумулятор и он продолжит работать. По поводу толщины пластин сложно что либо сказать, разве что в аккумуляторах от ИБП некоторым попадаются нанотехнологические вставки из стекла. Стекло добавляет толщины пластинам и вес батареи, правда в химических реакциях не участвует.

И третье важное отличие — в процессе заряда аккумулятора выделяется водород. Когда батарея установлена под капотом автомобиля, то водород быстро улетучивается и не представляет никакой опасности. Так как источник бесперебойного питания установлен как правило в замкнутом пространстве, то газ начнет скапливаться, а смесь водорода с кислородом образует взрывоопасную смесь, которая может детонировать от любой искры (даже от включения света). Аккумулятор для ИБП полностью герметизирован, в процессе работы он не выделяет водород в атмосферу, а рециркулирует в пространстве батареи.

Данный довод мне сразу показался подозрительным, ввиду того, что мне не доводилось видеть герметичных аккумуляторов в ИБП. Если посмотреть на аккумулятор, то можно увидеть небольшие отверстия для отвода газов, в отличии от автомобильных аккумуляторов, они закрыты резиновыми колпачками и замурованы под пластиковые заглушки, но вовсе не герметично. Если снять пластиковые заглушки и поставить аккумулятор на зарядку, то некоторые резиновые колпачки весело улетят в неизвестном направлении. Значит вода всё таки распадается на кислород и водород, и простой резиновый колпачок не заставит их преобразоваться обратно в воду, а после определённого давления газы всё равно выйдут наружу. Впрочем ладно, если за несколько лет эксплуатации автомобильного аккумулятора в закрытом шкафу ничего не взорвалось, то в проветриваемом подвале и на балконе наверняка проблем с накоплением водорода не возникнет.

Автомобильные аккумуляторы имеют разбавленный электролит, а так как в жидкой среде все процессы протекают быстро, то срок службы этих батарей намного меньше чем у специализированных для ИБП. Внутри АКБ для источников бесперебойного питания находится губчатый материал, который пропитан электролитом. И поэтому ток самозаряда получается небольшим. И когда система перейдет на функционирование от аккумулятора, то батареи для ИБП проработают больше.

Действительно, в автомобильном аккумуляторе электролит находится в жидком состоянии, а в специализированных аккумуляторах для домашних ИБП им пропитан пористый материал, и если перевернуть его с открытыми заглушками, то ничего из него не выльется, это позволяет размещать его внутри ИБП в любом положении, хоть вверх ногами (хотя и не рекомендуется). Как это связано с током саморазряда, полностью электролита и скоростью протекания химических реакций — я не знаю, но вероятнее всего, что никак.

И не стоит забывать о том, что автомобильный аккумулятор работает в суровых условиях, от него несколько раз в день требуют больших токов, несколько месяцев в году это сопровождается очень низкими температурами, а несколько месяцев высокими, кроме того он испытывает вибрационные и ударные нагрузки во время движения автомобиля, а генератор заряжает его без какого либо контроля, и хорошо, если владелец следит за его состоянием.

Так же, некоторые высказывают сомнение по поводу того, что ИБП в состоянии зарядить автомобильный аккумулятор, ведь у него значительно большая ёмкость. Но ведь увеличив ёмкость, мы получаем увеличение длительности работы от батареи, странно ожидать, что последующая зарядка будет производиться за прежнее время.

Прочитав ещё несколько статей о вреде использования автомобильного аккумулятора в быту, стало понятно, что ничего не понятно. Но, учитывая предшествующий положительный опыт, было решено выбрать вариант с большей ёмкостью, т.е. автомобильные аккумуляторы. Для одного ИБП были выбраны самые дешёвые аккумуляторы от Тюменского Медведя на 75Ач, для второго АКБ фирмы BRAVO на 90Ач примерно за ту же стоимость. И вот сейчас, спустя почти год эксплуатации решил попробовать замерить ёмкость аккумуляторов, чтобы понять, насколько всё плохо.

Результаты замеров

Графики процесса разрядки-зарядки по данным самого ИБП можно посмотреть тут и тут. Одна линия показывает напряжение на батарее, вторая мощность нагрузки в процентах.

Хотя я не уверен, что правильно произвёл замер, но лучше способа, чем включить цифровой ватт-метр в разрыв между АКБ и ИБП, я придумать не смог. Сомнения в корректности замеров у меня возникли из-за того, что не смотря на постоянно включенную нагрузку, ИБП потреблял ток периодами (3-5 секунд потребление нарастает до номинала и опускается до нуля, 1-2 секунды потребления нет), возможно это связано с тем, что по аккумуляторному входу установлена пара ёмких конденсаторов, которые сглаживают нагрузку на АКБ. Зарядка производится примерно таким же образом (некоторое время подаётся ток, затем пара секунд перерыв). После полной зарядки ИБП продолжает периодически подавать ток на АКБ в районе 1А.

Источник

Подключение автомобильного аккумулятора в ИБП: все за и против

Всех, кто постоянно имеет дело с источниками бесперебойного питания (ИБП), не раз посещала мысль о замене штатных аккумуляторов автомобильным. В первую очередь об этом думают в целях экономии. Ведь автомобильный аккумулятор дешевле (иногда значительно) специальных батарей для ИБП. С точки зрения первоначальных вложений выгода очевидна, но возникает ряд сложностей и вопросов. Мы не будем делать окончательных выводов относительно использования автомобильного аккумулятора в ИБП, а просто разберём все доводы за и против. Однозначных выводов здесь сделать нельзя, поскольку все зависит от ситуации, в том числе и финансовой.

О чём идут споры?

С одной стороны, существует ряд достаточно удачных примеров использования автомобильного аккумулятора для бесперебойника. Довольно много народу попробовали эту схему и остались довольны результатом. Одни в качестве плюса называют увеличившееся время работы в автономном режиме, других привлекает возможность сэкономить. Причём некоторые использовали свои отработавшие АКБ с автомобилей.

В основном споры вокруг подключения автомобильных аккумуляторов к UPS сводятся к следующим вещам:

Ток и характер эксплуатации

Не секрет, что главное назначение автомобильного аккумулятора, это запуск двигателя. Он должен обеспечить высокий пусковой ток. Это необходимо для стартера, который запускает мотор. После этого подзарядка аккумулятора будет происходить от генератора в процессе поездки. Причём процесс подзарядки будет происходить в «рваном» режиме. То есть, батарея будет заряжаться в моменты, когда число оборотов коленчатого вала достаточно большое (как правило, больше 2 тысяч оборотов в минуту).

Аккумуляторная батарея для ИБП работает в другом режиме. Поскольку мощность подключённого к ним оборудования сравнительно небольшая, при работе в автономном режиме они отдают небольшие величины электрического тока в течение длительного промежутка времени. После отдачи заряда аккумулятор UPS заряжается постоянным стабильным током.

Как говорят противники подключения автомобильных аккумуляторов к UPS, этими различиями в эксплуатации обусловлено и разное конструктивное исполнение этих типов батарей. В частности, отличается толщина свинцовых пластин.

Помимо этого, отличается и чистота свинца в этих типах АКБ. В автомобильных используется свинец, получаемых в результате переработки отработавших пластин. В аккумуляторах для ИБП используется более чистый свинец первичной плавки.

Сторонники подключения автомобильных аккумуляторов в ИБП резонно заявляют, что АКБ автомобиля функционирует не только при запуске мотора. Батарея подключается в работу, если генератор не справляется с нагрузкой, да и при заглушённом двигателе она обеспечивает работу потребителей в автомобильной бортовой сети.

И в таком режиме автомобильный аккумулятор выдаёт ток значительно меньше стартерного и в течение длительного времени. То есть, здесь его функционирование мало чем отличается от аккумулятора в составе источника бесперебойного питания.

Что касается пластин, то производители УПС говорят о быстром выходе их из строя в автомобильном аккумуляторе, подключённом к бесперебойнику. Объясняют это тем, что толщина у них меньше, и они не выдержат такой режим работы. Что тут можно сказать? Все, кто постоянно имеет дело с источниками бесперебойного питания, прекрасно знают, что батареи в них не живут дольше 4–5 лет. Ещё раньше они взбухают от перезарядки и отправляются на помойку. Срок службы среднестатистического автомобильного аккумулятора равен 3–4 года. И это при значительном выигрыше по стоимости.

Подробно о том, сколько служит аккумулятор автомобиля можно прочитать по указанной ссылке.

Напряжение и процесс зарядки

Разница в напряжении постоянного тока рассматриваемых аккумуляторов является ещё одним доводом тех, кто против использования автомобильной АКБ в источнике бесперебойного питания. В качестве подтверждения приводятся следующие доводы.

Напряжение тока зарядки для автомобильной АКБ лежит в пределах от 14 до 14,2 Вольта. Аккумулятор для ИБП заряжается при напряжении от 13,5 до 13,8 Вольта. Как утверждается, АКБ от автомобиля в таких условиях постоянно будет в состоянии неполной зарядки.

В ответ на это им говорят, что напряжение как автомобильной батареи, так и бесперебойника постоянно никто не контролирует. Оно может быть выше или ниже указанных значений при определённых условиях. Ведь напряжение полностью заряженной батареи 12,7–13 Вольт, а напряжение постоянного тока может «гулять» в зависимости от сети автомобиля, к которому она подключена. К тому же полнота зарядки АКБ зависит не только от напряжения в сети, но и от ряда других факторов. Советуем подробнее прочитать про норму заряда аккумулятора автомобиля.

В общем, с полной уверенностью о хронической недозарядке автомобильной АКБ в составе источника бесперебойного питания говорить нельзя. Убедительных подтверждений этому нет.

Кроме этого, многое зависит от режима работы. Если на аккумуляторе во время отключения повисели сервер и пара «системников», затем он подзарядился и все повторилось, это одна ситуация. В таком режиме автомобильный аккумулятор долго не проработает, поскольку свой заряд набирает медленнее тех, что в UPS. Но такой режим работы нельзя назвать характерным. В большинстве случаев ИБП играет роль подстраховки при редких отключениях питания.
Вернуться к содержанию

Конструктивные особенности

Здесь «копья ломаются» вокруг выделения водорода из автомобильной АКБ и испарение электролита. Водород с кислородом являются гремучей смесью, которая может сильно рвануть от любой искры, в том числе неисправной электропроводки. Это действительно так, но почему говорится только о выделении водорода у автомобильного аккумулятора?
Ведь в аккумуляторах для ИБП также предусмотрен выход газов наружу. Так, стандартные батареи для ИБП имеют крышечки, под которыми скрываются отверстия банок. Они закрыты резиновыми колпачками, которые придерживаются крышкой. При достижении определённого давления газа в банке, колпачок приподнимается и выпускает его. Так, что рециркуляция газа в таких батареях является мифом. Если АКБ необслуживаемая, в ней все равно предусмотрена система сброса избыточного водорода (клапан). Поэтому водород будет выделяться в любом случае. Но, по отзывам тех, кто реализовал подобную систему с автомобильным аккумулятором, каких-то чрезвычайных происшествий с водородом у них не было.

Что касается испарений вредного электролита, то здесь отчасти можно согласиться. Процессы в свинцово-кислотном аккумуляторе проходят более интенсивно и электролит выкипает активнее.

Другое дело, что аккумулятор с жидким электролитом значительно менее удобен при эксплуатации, чем с гелем. Помимо этого его вес значительно больше. Фактически автомобильную АКБ можно только поставить рядом с ИБП и больше никуда не перемещать. Тогда как со штатным аккумулятором «бесперебойник» значительно мобильнее и удобнее в использовании. Такие батареи относятся к гелевому типу. Внутри не раствор серной кислоты, а стекловолокно, пропитанное электролитом. За счёт этого аккумулятор можно располагать на вертикальных и наклонных поверхностях. Подробнее о том, что такое электролит или аккумуляторная кислота, читайте в материале по ссылке.
Вернуться к содержанию

Подключение

Подсоединение автомобильного аккумулятора к ИБП особой сложности не представляет. Нужно лишь изготовить соответствующий кабель. Потребуется кусок провода, два крокодила и две клеммы под соответствующие разъёмы на плате UPS. Крокодилы и клеммы припаиваются к проводу. А дальше вместо штатного аккумулятора подключается автомобильная батарея с соблюдением полярности. Провод сделайте с запасом, чтобы аккумулятор можно было хоть немного передвигать вокруг ИБП.

Соответственно, и охлаждающие радиаторы на них рассчитаны, чтобы отводить тепло некоторое время. Если мы подключаем автомобильный аккумулятор, то этот временной интервал значительно возрастает. Ёмкость таких аккумуляторных батарей больше и держать нагрузку они могут дольше. Это во многом то, из-за чего затевается модернизация (помимо экономии).

Поэтому стоит понаблюдать как сильно транзисторы будут греться, а лучше заранее принять меры по их эффективному охлаждению. Можно поставить радиаторы, имеющие большую массу и площадь поверхности (с рифлением). Может быть, придётся поставить активное охлаждение (вентилятор). Это дополнительная суета, но в ряде случаев без этого не обойтись.
Вернуться к содержанию

Менять или не менять?

Как видите, в процессе подключения автомобильного аккумулятора к источнику бесперебойного питания нет ничего фатального или невыполнимого. Есть определённые сложности, которые довольно просто решаются. Мы рассмотрели основные доводы за и против такого решения. Все доводы «против» звучат в основном от производителей ИБП. Доводы «за» можно услышать от тех, кто реализовал подобные решения. Одни пользователи сделали это в целях экономии, другие с целью увеличения работы ИБП в автономном режиме. Ведь UPS используют не только для подключения компьютерных систем. От них могут работать устройства, для завершения работы которых недостаточно просто «сохраниться».

Источник