Какой аккумулятор для лодочного мотора лучше выбрать?

Статья обновлена: 05.11.2020

Для автономного питания лодочного электромотора, навигационных приборов, осветительных устройств и другого энергозависимого оборудования на водной технике необходим тяговый аккумулятор. Он должен быть рассчитан на жесткие условия эксплуатации, выдерживать сильную вибрацию, не бояться глубоких разрядов и попадания влаги.

Важными параметрами при выборе аккумулятора для лодочного электромотора выступают:

• тяга электромотора;
• масса лодки или катера;
• особенности водоема;
• стиль и условия рыбалки;
• масса и размеры АКБ – чем легче и компактнее батарея, тем удобнее ее использовать;
• емкость – от нее зависит время автономной работы электромотора и дополнительного оборудования на 1 заряде батареи;
• обеспечиваемый запас хода – он зависит от емкости АКБ и мощности всех приборов на судне;
• напряжение – оно может составлять 12, 24, 36 или 48 Вольт;
• удобство транспортировки, хранения и применения;
• способность работать при сильной качке;
• наличие герметичного корпуса, устойчивого к механическим повреждениям;
• способность работать в широком диапазоне температур;
• стойкость к скачкам температуры;
• безопасность использования;
• требования по техническому обслуживанию – лучшим выбором станут герметичные АКБ, не нуждающиеся в обслуживании;
• уровень саморазряда – он должен быть минимальным, чтобы исключить риск глубокого разряда батареи при хранении.

Какой аккумулятор нужен для лодочного мотора?

Подбор аккумулятора для лодочного электро мотора выполняется по 3-м главным параметрам: технологии изготовления, выдаваемой мощности и емкости. По технологии изготовления электродов аккумуляторные батареи делятся на тяговые, стартерные и универсальные. На лодках используются батареи всех типов, но целесообразность их применения зависит от типа двигателя и режима работы АКБ.

Остановимся на каждом типе батарей подробнее:

1. Тяговые – АКБ глубокого разряда, рассчитанные на стабильную циклическую работу в режиме заряд-разряд. Они предназначены для длительного использования, по максимуму отдают накопленную энергию, выдают стабильный ток и устойчиво противостоят окислению. В зависимости от химического состава, выдерживают 500–1000 рабочих циклов и более. Именно тяговые АКБ рассчитаны на интенсивную эксплуатацию в циклическом режиме и частые глубокие разряды, поэтому они отлично подходят для питания лодочных и других электромоторов.
2. Стартерные – аккумуляторы, предназначенные для кратковременной подачи высоких токов. Они обеспечивают быстрый запуск дизельного или бензинового мотора, но не подходят для использования в режиме постоянной отдачи энергии. При продолжительных нагрузках стартерные АКБ быстро теряют заряд и преждевременно выходят из строя. На лодках, катерах, катамаранах и яхтах они используются только для временного питания ДВС в моменты его запуска.
3. Универсальные (двойного назначения) – модели, способные работать в обоих режимах. Они выдают высокий пусковой ток, но при этом могут использоваться и в режиме заряд-разряд в качестве постоянного источника питания.

Что будет, если использовать на лодке автомобильный аккумулятор?

Автомобильные аккумуляторы – это источники питания стартерного типа, разработанные для кратковременной подачи пускового тока. При использовании по назначению они верно служат годами. Но когда их используют в режиме длительной подачи постоянного тока и доводят до глубоких разрядов, автомобильные батареи быстро приходят в негодность.

На сколько хватит автомобильного аккумулятора – зависит от интенсивности его использования. Как правило, нового аккумулятора хватает на полсезона или сезон, чаще всего – на 5–7 циклов зарядки. Поэтому использовать автомобильную батарею стоит только в сочетании с топливным мотором. А электромотору нужна тяговая батарея или универсальная модель двойного назначения.

Как определить, сколько времени проработает на одном заряде

Казалось бы, задача элементарная. Предположим, у нас 12-ти вольтовая батарея ёмкостью 60 А·ч и электромотор на 12 В мощностью 250 Вт. Рассчитываем ток, потребляемый мотором:

250 / 12 = 20,8 А

Теперь мы можем рассчитать время работы мотора от полностью заряженного аккумулятора:

60 / 20,8 = 2,88 ч или 2 часа 50 минут

Но это абсолютно неверно, поскольку количество энергии, которое может отдать аккумулятор, зависит от разрядного тока. Иными словами, ёмкость батареи зависит от тока разряда. Именно поэтому в характеристиках тяговых аккумуляторов указывается номинальная ёмкость при определённом времени разряда. Обычно это 5, 10, 20 или 100 часов. Обозначается этот параметр как С5, С10, С20, С100 соответственно.

Рассчитаем ток, протекающий через нагрузку при 20-ти часовом, к примеру, разряде:

I20 [А] = E20 [А/час] / 20 [час]

Значит ли это, что при 15-минутном (1/4 часа) разряде ток будет равен E20 х 4? Нет, поскольку ток разряда и время разряда свинцового аккумулятора не пропорциональны друг другу. При 15-минутном разряде ёмкость свинцового аккумулятора обычно составляет чуть менее половины номинальной ёмкости.

Для того чтобы рассчитать ёмкость аккумулятора для произвольного тока разряда, необходимо воспользоваться законом Пейкерта, который установил, что ток и время разряда имеют степенную зависимость:

Ip * T = const

Здесь p – число Пейкерта – показатель степени, постоянный для данного аккумулятора или типа аккумуляторов. Формула Пейкерта действует и для современных герметичных свинцовых кислотных аккумуляторов. Для свинцовых аккумуляторов число Пейкерта лежит в диапазоне от 1,15 до 1,35. Величину константы const можно определить по номинальной ёмкости аккумулятора. После нескольких преобразований получим формулу для ёмкости аккумулятора E при произвольном токе разряда I:

Е = Eн * (Iн / I)p-1

Здесь Eн – номинальная ёмкость аккумулятора, а Iн – ток разряда, при котором задана номинальная ёмкость (обычно ток 20-часового или 10-часового разряда). Рассчитав ёмкость батареи для требуемого тока разряда, мы можем вычислить время работы мотора, разделив полученное значение ёмкости на ток разряда.

Нередко производитель к сопроводительной документации на тяговые аккумуляторы прилагает уже готовую таблицу разных значений времени работы для тех или иных разрядных токов.

К этим батареям производитель приложил таблицы отношений времени работы к разрядному току

Мощность и емкость

Выдаваемая мощность АКБ зависит от ее внутреннего сопротивления: чем меньше его значение, тем дольше батарея сможет отдавать постоянную мощность без снижения емкости. В технической документации эффективная емкость, отдаваемая аккумулятором при определенной нагрузке, обозначается словосочетанием «reverse capacity».

Следующий важный параметр – непосредственно емкость АКБ. От нее зависит время автономной работы электромотора на максимально включенном дросселе. Аккумуляторная батарея, используемая на лодке, катере или катамаране, должна обеспечивать время автономной работы мотора не менее 2 часов. Обычно с лодочными электромоторами применяются батареи емкостью от 100 Ач. Такая АКБ способна на протяжении 20 часов питать лодочный электромотор с потреблением 5 А.

Подходящая емкость АКБ зависит также от типа лодки и особенностей ее использования. Например, для перемещений между точками лова на резиновой или ПВХ лодке с электромотором тягой 20–40 фунтов подойдет батарея емкостью 80–100 Ач. Если же планируется работа с электронным якорем, троллинг на электромоторе, перемещение по водоемам с сильным течением или выезд на рыбалку на несколько дней, понадобится батарея с большей емкостью.

Особенности эксплуатации

По сути, рекомендуемые AGM или GEL аккумуляторы, не нуждаются в каком-то специальном уходе. Оба аккумулятора являются необслуживаемыми, в чем их большая заслуга.

Однако также это означает:

• Запрет на вскрытие. Большое количество кислород нанесет пластинам непоправимый ущерб.
• Следует заряжать прибор, не более чем позволяет размер его емкости. Используйте ограничители заряда.
• Помнить о токсичности свинца. Если аккумулятор каким-то образом продырявился, что случается крайне редко, вам следует выкинуть его, но в специальных местах вторичной переработки. Данный тяжелый метал, очень опасен.
• Не стоит забывать о низком уровне зарядки. Если она ниже 20% вам следует подзарядить прибор, в случае с жидким электролитом это критично.
• Не использовать или хранить аккумулятор при температурах ниже -20°С или выше +60°С.

Расчет емкости

Чтобы рассчитать необходимую емкость АКБ, вначале определяют мощность всех энергозависимых приборов на лодке, катамаране или катере. Далее полученное значение мощности умножают на ориентировочное время их автономной работы (в часах). Но выбирать лодочный аккумулятор нужно с запасом по емкости. Его величина зависит от типа водной техники и условий ее использования. Если нужно обеспечить большой запас хода, емкость батареи берется с 4-кратным увеличением по отношению к суточному потреблению энергии.

Лодочный электромотор приблизительно потребляет ток 1 А на каждый фунт своей мощности. При значении мощности (упора) 25 фунтов батарея емкостью 50 Ач обеспечит 2-часовую работу мотора на максимальной скорости. На более низких оборотах электромотор проработает в разы дольше. Для приблизительного расчета на 45 кг массы катера или лодки берется 2 фунта тяги и 10% запас. Аккумулятор для лодочного электромотора подбирается так, чтобы обеспечить минимум 2 часа работы при максимальной мощности хода.

Как получить от лодочного аккумулятора бытовое напряжение 220 вольт на борту прогулочного катера

Отправляясь в поход или на рыбалку, мы берём с собой множество электронных устройств. Телефон, рация, эхолот, навигатор – всё это требует питания. Хорошо, если подобным девайсам достаточно напряжения аккумулятора. А как быть, если необходимо взять с собой устройство, требующее обычной бытовой сети 220 В?

В этом случае нас выручит преобразователь, или, как его ещё называют, инвертор, который совсем несложно найти в любом соответствующем магазине.

Единственно, выбирая подобное устройство, необходимо учесть следующие факторы:

1. Входное напряжение преобразователя должно соответствовать напряжению батареи.
2. Если предполагается питать электродивгатели переменного тока или аппаратуру с трансформаторным питанием, то преобразователь должен выдавать синусоиду частотой 50 Гц. Большинство же бюджетных инверторов выдают меандр, или так называемую “модифицированную синусоиду”.
3. Выходная мощность должна быть выше мощности подключаемой нагрузки.

Важно. Не следует покупать преобразователь с большим запасом по мощности – КПД такого устройства при работе на небольшую нагрузку будет ниже. Оптимальный запас по мощности – 10-20 %.

Типы АКБ по химическому составу

По химическому составу и технологии изготовления аккумуляторные батареи для лодочных электромоторов бывают:

1. Свинцово-кислотные с жидким электролитом (WET) – обслуживаемые «тяжеловесы». Они недорогие, морозостойкие, выдерживают до 1000 рабочих циклов. Но транспортировать и использовать их необходимо строго в вертикальном положении, а заряжать – в хорошо вентилируемых помещениях. Модели тягового типа производятся с использованием утолщенных пластин и специальных присадок, препятствующих окислению. Тем не менее, по удобству использования они уступают конкурентам.
2. Созданные по технологии AGM – модели с абсорбированным электролитом. Они безопасны и просты в использовании, работают в широком диапазоне температур, устойчивы к вибрациям и допускают наклон или переворачивание на бок. В обслуживании эти герметичные АКБ не нуждаются. Но они боятся глубоких разрядов, поэтому не рекомендуются для применения в циклическом режиме. Их ресурс обычно не превышает 400 циклов.
3. Гелевые (GEL) – герметичные необслуживаемые батареи глубокого разряда. Электролит в них имеет форму геля. Такие модели хорошо подходят для использования с лодочными электромоторами. Они выдерживают до 700 рабочих циклов, допускают переворачивание и по характеристикам превосходят модели WET и AGM типа.
4. Литий-ионные (Li-ion) – необслуживаемые батареи с высокой удельной энергоемкостью, легкие и удобные в использовании. Они надежны, соответствуют высоким требованиям безопасности, выдерживают до 1000 рабочих циклов, имеют широкий температурный диапазон и малый саморазряд. Заряжаются быстро, в обслуживании не нуждаются. Имеют плату защиты от всевозможных рисков в процессе эксплуатации. К категории -батарей относятся модели с разным химическим составом. Производители экспериментируют с составом катода и анода, создавая батареи с отличающимися техническими характеристиками – разными значениями емкости, напряжения, допустимых токовых нагрузок и циклического ресурса.
5. Литий-железо-фосфатные (LiFePO4) – подвид литий-ионных АКБ с выдающимися эксплуатационными качествами. При принятии решения, какой аккумулятор выбрать для лодочного электромотора, это лучший вариант из всех существующих в 2021 году. Преимущества батарей на основе литий-железо-фосфата – ресурс более 2000 циклов, легкий вес, солидная энергоемкость, высокие допустимые токи разряда и заряда, термическая и химическая стабильность, морозоустойчивость и максимальная безопасность применения. Батареи вида LiFePO4 относятся к моделям тягового типа и используются для питания электромоторов всевозможных транспортных средств.

От тяговых АКБ требуется равномерная токоотдача на протяжении всего времени разряда. Лучшие результаты по этому и другим критериям демонстрируют литиевые батареи, особенно модели на основе литий-железо-фосфата.

Можно ли обслужить необслуживаемые аккумуляторы

Теоретически обслуживать необслуживаемые аккумуляторы не нужно – достаточно контролировать степень их зарядки и правильно эксплуатировать. Тем не менее некоторые умельцы умудряются восстановить уровень электролита и в необслуживаемых конструкциях. Речь идёт об аккумуляторах с жидким электролитом.

Как проверить уровень электролита и при необходимости долить воду? Многие предлагают производить контроль при помощи встроенного ареометра. Дескать, если он постоянно белый, независимо от степени зарядки аккумулятора, то уровень однозначно низкий – зелёный и красный шарики не могут всплыть независимо от плотности электролита. Но это не всегда так, поскольку ареометр встраивается в одну банку, а их 6 и уровень в каждой из них свой. Поэтому контроль по ареометру – лишь дополнительная информация к размышлению, а не точный показатель уровня. Основной показатель – катастрофическая потеря ёмкости.

Полезно. Некоторые батареи имеют полупрозрачный корпус. Оценить уровень электролита в банках таких батарей можно, просветив его фонариком.

Если наша батарея быстро садится, то велика вероятность, что уровень электролита в ней мал. Это, конечно, тоже не сто процентов – возможно, что пластины в батарее засульфатировались или вообще развалились. Но попытка – не пытка, поскольку всё равно аккумулятором пользоваться невозможно. Поможет – хорошо. Нет – хуже не будет.

Прежде всего необходимо определить места на крышке, где будем сверлить, чтобы не просверлить газоотводные каналы. Сделать это несложно – и каналы и места технологических отверстий хорошо просматриваются на крышке.

Берём дрель со сверлом диаметром 5 мм и аккуратно высверливаем отверстия. Сверлим без фанатизма, чтобы не пробуравить пластины. Такой диаметр отверстий выбран для того, чтобы замерить уровень электролита и его плотность можно было обычным автомобильным ареометром.

Теперь делаем всё то же, что делали бы с обычной обслуживаемой. Берём ареометр и замеряем уровень электролита во всех банках. Он должен быть выше пластин примерно на 10 мм. При необходимости доливаем дистиллированной водой и ставим на зарядку, в процессе которой контролируем плотность.

Долитый аккумулятор на зарядке (самодельные пробки уже установлены)

Если мы собираемся и дальше обслуживать батарею, то закрываем отверстия пробками подходящего диаметра. Если нет, отверстия можно запаять пластмассой, замазать тёплым гудроном и т. п.

Здесь отверстия залиты кислотостойким герметиком

Что касается гелевых и AGM аккумуляторов, то их обслужить подобным образом не получится хотя бы потому, что состояние и уровень электролита в пористом сепараторе и, тем более, в геле невозможно. Ну а о литиевых батареях вообще речь не идёт – делать в них дырки и лить воду – чистое самоубийство. Горят они не хуже термита и взрываются, как осколочные гранаты.

Выводы

Чтобы отдых на водном транспорте, рыбная ловля с лодки или прогулки на катере доставляли только приятные эмоции, для автономного питания электромотора нужно выбрать хорошую аккумуляторную батарею. Ее соответствие параметрам судна и особенностям его использования – залог комфортного досуга без досадных неожиданностей. Поэтому стартерный аккумулятор лучше оставить для автомобиля, а для водной техники необходимо приобрести тяговую или универсальную АКБ с подходящими рабочими характеристиками.

В вопросе, как выбрать тяговый аккумулятор для лодочного электромотора, учитываются особенности водной техники и самого мотора, необходимое время автономной работы и другие факторы. По соотношению цены, массы, емкости, допустимых токов и других критериев лучшими заслуженно считаются тяговые батареи типа LiFePO4. Для безопасности и комфорта использования они помещаются в герметичные кейсы из ударопрочного пластика. Кейс имеет ребра жесткости и удобную ручку для переноски.

Предыдущая статья нашего блога посвящена технике безопасности при работе с Li-ion аккумуляторными батареями.

Лучшие производители

Батарею какого производителя выбрать? Посмотрим на рейтинг ведущих производителей тяговых аккумуляторных батарей.

Bosсh

Аккумуляторы Bosсh давно зарекомендовали себя одними из самых лучших. Фирма Bosch начала выпускать аккумуляторные батареи в 1927 году. Этот бренд сделал огромный вклад в развитие АКБ, регулярно разрабатывая и внедряя полезные инновации.

Плюсы:

• хорошее соотношение электрическая ёмкость/габариты;
• длительный срок службы.

Минусы:

• нестандартный размер корпуса;
• высокая цена.

Medalist

Отличные аккумуляторные батареи из Южной Кореи под названием Medalist. Эти аккумуляторы делают на заводе Delkor, являющемся филиалом компании из США Johnson Controls.

Плюсы:

• отличное качество;
• малый вес;
• длительный срок службы.

Минусы:

• достаточно высокая стоимость.