B2B- eli booster-laturin kytkentä EBL:ään

Lähdetäänpä rakentamaan tietopankkia booster- eli B2B- (battery to battery) -laturin liittämisestä EBL-jakokeskukseen. Booster-laturi tulee yleensä ajankohtaiseksi kun hupiakkuna toimiva lyijyakku korvataan litiumakulla, joka nykyään on litium-rauta-fosfaattiakku (LiFePo4 tai LFP). Tämä viestini sisältää perusasioita, booster-latureita jo tuntevat voivat hypätä seuraavaan viestiini.
Miksi? Booster-laturin tehtäviin kuuluu 1) Suojata latausgeneraattoria ylikuormitukselta, joka johtuu litiumakun minimaalisesta resistanssista. (Latausgeneraattorilla tarkoitan moottorin pyörittämää generaattoria (alternator, Lichtmaschine), jota usein kutsutaan laturiksi, mutta tässä keskustelussa esiintyy joukko muitakin latureita.) Latausgeneraattorit on perinteisesti suunniteltu niin, että lyijyakun suurempi resistanssi rajoittaa latausvirran. 2) Korjata hupiakun alilataus, joka johtuu siitä, että Euro 6-moottorien älylaturi lataa starttiakun vain 80% lataukseen, jotta siihen voisi varastoida jarrutusenergiasta kehitettyä sähköä. 3) Korjata hupiakun latausprofiili litiumakulle sopivaksi.
Miten? Booster-laturi on DC-DC -muunnin (eli tasasähköstä tasasähköön), joka saa sähköä starttiakusta, jota latausgeneraattori puolestaan lataa. Se nostaa jännitteen litiumakulle sopivaksi ja lataa hupiakkua litiumakun latausprofiilin mukaisesti. Jotta booster-laturi ei tyhjentäisi starttiakkua, se lataa hupiakkua (yleensä) vain moottorin käydessä. Perinteinen tapa moottorin käynnin ilmaisemiseksi on seurata latausgeneraattorin tuottamaa D+ -signaalia. Koska booster-laturin kytkeminen D+ -signaaliin voi olla hankalaa, jotkut boosterit voivat tunnistaa moottorin käymisen esim. siitä, että starttiakun napajännite on korkeampi kuin mitä se ilman latausta voisi olla, tai siitä että napajännitteessä esiintyy latausgeneraattorin pyörimisestä johtuvaa vaihtojännitekomponenttia.
Mitä? Ainakin YouTuben perusteella suosituin booster näyttää olevan Victron energy Orion-Tr Smart DC 12/12-30, missä 12/12 tarkoittaa muunnosta 12 voltin nimellisjännitteestä toiseen (mutta erilaiseen) 12 voltin nimellisjännitteeseen, ja 30 tarkoittaa maksimivirtaa ampeereina. Muita suosittuja merkkejä ovat Votronic ja Renogy. Victronin etuna on mm. monipuolinen asetusten säätömahdollisuus Bluetoothin kautta. Votronicin boostereissa on (ainakin yleensä) oma tuuletin, jonka avulla maksimitehon käyttö onnistuu olosuhteissa, jotka Victronilla vaatisivat ulkoisen tuulettimen asennusta.

Miten booster-laturi (esim. Victron Orion) asennetaan? Jos EBL:ää ei olisi, Orion asennettaisiin startti- ja hupiakkujen plus-napojen väliin (ja maajohto yhteiseen maadoituspisteeseen ja D+ -signaali H-liittimeen). Ks. Vic1. Kun startti- ja hupiakkujen välissä on EBL, Orion voidaan asentaa starttiakun plus-navasta EBL:ään vievän johdon keskelle, siis starttiakun plus-navan ja EBL:n starttiakkuliitännän väliin. Ks. kuva 1 ja YT1, esim. 35:30.
Tässä yksinkertaisessa asennuksessa on joitakin mahdollisia ongelmia. Ensiksi, hupiakun lataussähkön kierrättäminen boosterilta EBL:n kautta ei tuo mitään lisäarvoa ja sisältää sen riskin, että latausreleen kärjet karstoittuvat, varsinkin jos boosterin virta-anto on suurempi kuin 30A (ks. web2, Lenny HB 10.7.2023). Tämän hahmottamisen kuva 1 on liiaksi yksinkertaistettu. Asia näkyy paremmin piirtämästäni kuvasta 2, jossa on mukana joitakin EBL:n keskeisiä toimintoja. Yksityiskohtaisempi kuvaus on EBL:n käyttöohjeessa, josta poimin kuvan 3 (pätee tarkasti EBL31:een.) Violetti johto kuvaa lataussähkön siirtoa generaattorilta hupiakulle. Punainen vastaavasti hupiakun latausta maasähköllä. Ruskean johdon kautta sähköä siirtyy starttiakulta EBL:lle muihin tarkoituksiin kuin hupiakun lataamista varten. Kun moottori käy, D+ -signaali saa EBL:n latausreleen yhdistämään starttiakun ja hupiakun plus-navat. Latausreleen alkuperäinen tarkoitus on, että hupiakku ja siihen liitetyt sähkölaitteet eivät tyhjennä starttiakkua. Mutta booster tekee saman tehtävän, joten yksi mahdollinen vikapaikka voidaan eliminoida irrottamalla boosterin OUT EBL:stä (”X”-merkin kohdalta) ja kytkemällä boosterin OUT suoraan hupiakun plus-napaan (tai vastaavaan liittimeen EBL:n takaseinässä, katkoviivalla merkitty johto). Tämä muutos ei estä EBL:ää käyttämästä generaattorin antotehoa muihin tarkoituksiin kuin hupiakun lataamiseen, koska näitä toimintoja varten EBL:ssä on erillinen liitäntä (etuseinässä). Jääkaappirele, jota D+ ohjaa, syöttää moottorin käydessä virtaa starttiakulta jääkaapille. (EBL31:ssä on erilliset releet kompressori- ja absorptiojääkaapeille.) On kuulemma myös yksinkertaisempia EBL-keskuksia, joihin on vain yksi yhteinen syöttö starttiakulta, ja näihin ei tätä muutosta voi tehdä. Kun moottori ei käy, latausrele ei yhdistä eikä Orion lataa hupiakkua. Jos maasähkö on kytketty, hupiakku latautuu EBL:n jännitelähteestä S1218 maasähkön latausreleen kautta.
Toinen ongelma on, että booster ei mitenkään paranna tai muuta maasähköllä EBL:n kautta tapahtuvaa hupiakun latausta. EBL:n laturissa on 2 latausprofiilia erilaisille lyijyakuille, nimittäin Lead-Gel ja AGM. Monissa lähteissä (esim. web2, 10.7.2023) sanotaan, että Gel-asentoa voi käyttää litiumakun lataamiseen, mutta tämä ei ole optimaalista. Hyvä selitys on esim. lähteessä YT2, jonka mukaan litiumakkua ei saisi pitää ylläpitolatauksessa (float charge). Näin siksi, että itsepurkautuminen on lähes olematonta ja lisäenergian tuominen täyteen akkuun ajan kanssa pilaa akun. Ilmeisesti ongelma ei ole kovin suuri, kun autoa käytetään ja akkua välillä puretaan, ja ongelma on pahin kun auto seisoo ja samalla akku on jatkuvassa latauksessa.
Jotta Orionia voisi hyödyntää myös maasähkölatauksessa, luonnostelin kuvan 4 mukaisen kytkennän. Huom! Tätä ei ole kokeiltu eikä loppuun asti mietitty! Boosterin eteen sijoitin 2-napaisen vaihtoreleen, jota D+ ohjaa. Kun moottori ei käy, boosterin aktivointi ja virtaotto IN tulevat molemmat maasähkön laturista. Kun moottori käy, boosterin aktivointi tulee D+ signaalista ja IN tulee starttiakulta.
Tämän muutoksen etuna on, että sama booster lataa hupiakkua sekä moottorin käydessä että maasähkössä oltaessa. Jos booster on Victron Orion, akun ylilataus voidaan estää täysin, ja latauksen valvontaan ja parametrien säätämiseen käytetään samaa sovellusta.
Kun olin tämän kehitellyt, tutkin löytyykö netistä vastaavia viritelmiä. Löysin lähteestä web1 5.5.2021 julkaistun viestin ja kuvan, joka on tämän viestini kuvassa 5. Ylhäällä on EBL99:n alkuperäinen rakenne ja alhaalla muutos. Myöhemmin, 10.3.2023, toinen kirjoittaja kertoo toteuttaneensa saman kytkennän. Pääasiallisena erona omaan kytkentääni verrattuna on, että muutokset on tehty EBL:n sisään, mitä en pidä optimaalisena. Erityisen ongelmallisena pidän sitä, että EBL:n sisällä kuljetetaan suurempia virtoja (18 -> 30A) kuin mitä EBL:n kautta normaalisti kulkee.
Minun täytyy lisäksi tunnustaa, etten täysin ymmärrä, miten tämä saksalaisten kytkentä toimii. Kun D+ on aktiivinen, vaihtorele vetää ja starttiakun plus yhdistyy Orionin IN-porttiin. Kun D+ ei ole aktiivinen, Orionin IN saa virtaa EBL:n virtalähteeltä lisätyn diodin kautta. Mutta kun D+ ei ole aktiivinen, mikä saa Orionin toimimaan? Tätä kysytään viestissä 19.5.2021, mutta kukaan ei ole vastausta kirjoittanut. Orionin saa ymmärtääkseni toimimaan ilman D+ signaaliakin, mutta tuossa 10.3.2021 viestissä kirjoittaja käyttää 40A boosteria, joka ei liene Victronin tuote.
Lähteet:
Vic1: Victron Orion-Tr Smart manual https://www.victronenergy.com/upload/documents/Orion-Tr_Smart_DC-DC_Charger_-_Non-Isolated/34439-Orion-Tr_Smart_DC-DC_Charger-pdf-en.pdf
web1: Einbau Victron orion-tr smart 12 12-18 EBL99, https://www.wohnmobilforum.de/w-t148753.html
web2: Shaudt Elektroblock EBL 119 >>> LifePO4, https://www.motorhomefun.co.uk/forum/threads/shaudt-elektroblock-ebl-119-lifepo4.286596/
web3: Lithium setup, https://www.motorhomefun.co.uk/forum/threads/lithium-setup.241023/
YT1: Alles zum Ladebooster - Das muss man wissen!, https://www.youtube.com/watch?v=zSwYb4pXLLw&t=2125s
YT2: Lithium Cells in Float Charge. Will it destroy your battery? https://www.youtube.com/watch?v=6vTaCkTVl7I

Miksi ihmeessä noin monimutkaisesti? Boosteri starttiakun ja hupiakun väliin, ohjaus D+ piuhasta tai Victronin tapauksessa onnistuu myös latausjännitteen ohjaamana (tunnistaa moottorin käynnin).
Ebl verkkolaturi pois käytöstä (soveltuu huonosti lithium-akun lataukseen) ja tilalle vaikka Victronin verkkolaturi. Näin minulla ja hienosti toimii. Victronilla monipuoliset säädöt, tietenkin valmiit asetukset jo oletuksena.

Esa, tarkoitukseni oli käynnistää ketju, johon kootaan kaikenlaista asiaa boosterin liittämisestä EBL:ään (tai EBL:n ohittamisesta). En sanonut, että kuvien 4 tai 5 ratkaisut, joissa sama boosteri toimii sekä ajettaessa että maasähköllä, olisi erityisen tavoiteltava tilanne. Sinun toteutuksesi lienee kuvan 2 mukainen, ainakin boosterin osalta. EBL:n maasähkölaturin olet korvannut Victronilla. Mutta mikä on monimutkaista? Sinun ratkaisusi kuulostaa yksinkertaiselta, mutta minkälainen työ oli Victronin maasähkölaturin asennus? Pitikö sille vetää oma sähköjohto vai onnistuiko EBL:stä haaroittamalla? Ja pitikö Orionista vetää uusi johto hupiakulle vai onnistuiko vanhoilla johdoilla? Minun kytkentäni (kuva 4) ei vaadi mitään 230 voltin töitä, ei erillistä maasähkölaturia ja vain yhden ylimääräisen komponentin, nimittäin muutaman euron hintaisen releen. Minulle (sovelletun elektroniikan DI, emeritus) tämä ei ole monimutkaista. Minulle olisi alisuorittamista ostaa kaksi erillistä litiumakun laturia, jos yhdelläkin pärjätään. Ja tavoitteeni on, että kun latauksen asetuksia muutetaan, riittäisi asetusten muuttaminen yhteen laturiin.

Mielenkiintoinen kytkentä, sitä en kiistä. Onko tuosta jotain hyötyä/haittaa, kokeilemalla selviäisi.

Minä tein adapterijohdon ebl:n verkkojohtoon. Näin verkkojohtoa ei tarvinnut vetää uutta eikä vanhaa rikkoa ja pystyn palauttamaan ebl:n laturin käyttöön helposti. Victronin verkkolaturin asennus oli siis helppo.
Boosterin asennus hieman työläämpi. Uudet kaapelit starttiakulta, tosin vain vajaan metrin matkalle.

Jonkin merkkinen/mallinen boosteri lienee käytössä kaikissa uudemmissa autoissa, joissa on "älylaturi".

Otin myös kuskin penkin irti. Yllätys, siellähän oli Schaudtin boosteri, mallia WA 121545. Nolo juttu, kun en ollut aiemmin sitä nähnyt. Jos meillä haluaa tirkistellä kuskin penkin alle, penkkiä irrottamatta, niin pöydän jalka pakottaa olemaan melkein nenä kiinni istuimen alustan takaritilässä, ja tältä etäisyydeltä en näe mitään tarkasti. Ritilän toisesta kiinnitysruuvista oli väännetty kanta niin huonoksi, että sain ruuvin irti vain pihdeillä. Hyvät uutiset: vältyn uuden boosterin ostamiselta. Huonot uutiset: pitää silti hankkia litiumakun maasähkölaturi ja järjestää sille sähkö. Penkin alla on jo niin massiivinen johtohässäkkä, että pitäydyn suosiolla tehtaan tekemässä johdotuksessa enkä toteuta suunnittelemaani releviritystä, jolla samaa boosteria voisi käyttää ajon tai maasähkölatauksen aikana.

Kokeilin litran maitopurkilla, että Victronin 30-ampeerinen IP22-laturi mahtuu penkin alustan takaritilän sisään, kun rakennan kiinnitykset ylä- ja alaputkien väliin. Esan sanallisesta selityksestä ymmärsin periaatteessa, mutta en yksityiskohtaisesti, minkälaisesta johtoadapterista on kyse. Minun tapauksessani näyttää siltä, ettei varsinaista adapterijohtoa edes tarvita. Nimittäin EBL:n oikealla puolella, nippusiteillä vinoputkeen kiinnitettynä, on EBL:n 230V-syötön avattava liitin. Liittimen maasähkön puolelle (näkyy kuvassa) tulee 2 johtoa, eli liittimestä lähtee haaroitus jonnekin muualle. Koiraspuolle (jää kuvassa EBL:n taakse) tulee vain yksi johto, ja sinne voisi mahtua toinenkin, niin kuin naaraspuolella on tehty. Kaikki kommentit ovat tervetulleita.

Ebl verkkojohto on irroitettavaa mallia meidän autossa. Kiinteä malli vaatii enemmän askartelua..

Tällaisesta johdosta tein adapterin. Naaraspään tilalle jatkopistorasia.

https://www.data-systems.fi/tuote/del-113av/?utm_source=bing&utm_medium=cpc&utm

https://www.biltema.fi/rakentaminen/sahkoasennustarvikkeet/jatkopistorasiat/jatkopistorasia-maadoitettu-kumi-2000017392

Tuostahan saa sähköä tarvittaessa muuhunkin tarpeeseen kuin pelkästään laturiin.

Alkaa lähestyä valmista. Suurin jäljellä oleva työ on penkkien ja alustojen laitto paikoilleen. Aloitan kuskin penkin puolelta.

Kuva 1, lähtötilanne takaa nähtynä. Kun tilasin akkun 2023 lopussa, luulin että joutuisin tilaamaan vielä booster-laturin. Nimittäin penkin alustan takapuolella olevan ritilän kiinnitysruuvit oli kierretty niin tiukalle, että toisen ruuvin kanta oli rikki. Kun penkki oli poissa, sain rikkinäisen ruuvinkin irti. EBL:n takaa löytyi Schaudtin WA121545, siis 45-ampeerinen booster-laturi, johon voi asettaa litium-latausprofiilin. Uusi maasähkölaturi piti kuitenkin hankkia, koska EBL:n laturissa ei ole litiumprofiilia. Vasemman penkin alle tehtävät muutokset: 1) boosterin konfigurointi litiumakulle, 2) uuden maasähkölaturin asennus (ja konfigurointi litiumakulle), 3) sähkönsyötön järjestäminen maasähkölaturille, 4) kaapeloinnin uudelleen järjestely, 5) EBL:n hupiakkulaturin toiminnan estäminen.

Boosterin konfigurointi litiumakulle on WA121545:n on selostettu käyttöohjeessa. Ainoa muutettava asetus on akkutyyppi (litium). Muihin asetuksiin ei pidä koskea.

Maasähkölaturiksi valikoitui Victron Blue Smart IP22 12/30(1), siis 1-paikkainen max 30A:n laturi. Halusin myyjän varmistavan, että laturi on uudempaa mallia, ns. Rev. 2, jossa latausparametrit ovat monipuolisemmin säädettävissä kuin ykkösrevisiossa. Laturin kiinnitys näkyy kuvassa 2. Tähän käytin kumipehmusteella varustettuja putkensiteitä, yläputkeen 30- ja alaputkeen 22-millisiä (saa esim. Motonetistä tai Puuilosta). Putkensiteiden väliin laitoin 2*20 mm alumiinilattaa, jotka kiinnitin putkensiteiden kiinnitysruuvien alle. Ruuveille laitoin nailonmutterit (ja tietenkin jousiprikat). Blue Smartin kiinnitysreikien väli on 78 mm. Tein 5 mm kiinnitysruuveille 4 mm reiät ja reikiin 5 mm kierteet. Laturin ripustin näiden ruuvien varaan. Alkuperäinen ajatukseni oli kiinnittää laturi muttereilla näihin ruuveihin. Mutterien pujottaminen osoittautui tarpeettoman hankalaksi, ottaen huomioon että kiinnittäminen tapahtuu pöydän alla epämiellyttävän ahtaassa paikassa. Päädyin toistaiseksi varmistamaan laturin paikallaan pysymisen jäykällä kuparijohdolla, jonka saatan myöhemmin korvata esim. avattavalla nippusiteellä tms.

Sähkönsyötön järjestäminen maasähkölaturille. Alkuperäinen maasähköliitäntä näkyy kuvassa 1 EBL:n oikealla puolella. Siinä on avattava pistotulppa, jonka naarasliittimeen tulee auton alustarakenteista musta ja valkoinen johto. Koirasliittimestä lähtee vain yksi (kiinteä) johto EBL:lle. Tähän liittimeen olisi periaatteessa mahtunut toinenkin johto, mutta en keksinyt miten liittimeen tyhjät johtopaikat olisi voinut hyödyntää. Päädyin korvaamaan minulle mysteeriksi jääneen liittimen jakorasialla (Axell kolmella vedonpoistajalla), kuva 3. Vaakasuoraan lähtevät musta ja valkoinen johto ovat entisiä. Uuden maasähkölaturin johto lähtee ylöspäin vedonpoistajan kautta. EBL:n johdolle ei tehdasvalmisteista vedonpoistajaa ollut, mutta kiinnitin sen nippusiteillä maasähkölaturin johtoon kotelon sekä sisä- että ulkopuolella.

Kaapeloinnin uudelleen järjestely. Tavoitteet: Maasähkölaturin liittäminen järjestelmään ja mahdollisen virhelähteen eliminoiminen. Tämä mahdollinen virhelähde on siinä, että normaalisti buusterin antovirta tekee tarpeettoman mutkan EBL:ssä. Latausgeneraattorilta lähtevä, moottorin pyöriessä aktiivinen D+ -signaali saa EBL:n latausreleen yhdistämään buusterin antovirran hupiakkuun. Kun D+ katoaa, latausreleen pitää päästää (jos buusteria ei ole), koska muuten starttiakku voisi tyhjentää hupiakun tai toisin päin. Mutta buusteri hoitaa virran muokkauksen lisäksi myös latausreleen tehtävän, eli päästää virtaa läpi vain starttiakusta hupiakkuun ja vain moottorin käydessä. Latausreleen kärkien karstoittuminen on eliminoitavissa oleva vikapaikka. Tämä eliminointi tapahtuu niin, että EBL:n takaseinässä olevista kolmesta 16 mm2 johdosta (vasemmalta lukien: starttiakku (itse asiassa buusteri), maa, hupiakku) irrotetaan buusterilta tuleva punainen johto ja kytketään se mustaan hupiakun johtoon EBL:n ulkopuolella. Helpommin sanottu kuin tehty. EBL:n ruuviliittimet ovat niin ahtaita, ettei niihin saa kiinni yhtä johtoa enempää. Tähän tarvittiin kaksi jakorasiaa lisää (kuva 4). Yksi jakorasia miinusjohdoille ja toinen hupiakun plus-johdoille). Kumpaankin näistä jakorasioista laitoin sopivan pätkän 0-kiskoa. Tuo avoimena näkyvä rasia on tietenkin plus-johdoille. Ylhäältä lukien johdot ovat buusterin anto (irrotettu EBL:n vasemmasta liittimestä), plus-johto hupiakulle (entinen johto), sähkönsyöttö hupiakulta EBL:lle asunto-osan sähkönjakelua varten ja plus-johto maasähkölaturille (2 viimeistä ovat uusia). Miinusjohtojen jakorasiaan menee kolme johtoa: hupiakun miinus (entinen johto, irrotettu EBL:n keskimmäisestä liittimestä), uusi johto jakorasiasta EBL:n keskimmäiseen liittimeen ja uusi johto maasähkölaturin miinukseen. Kuten näkyy, tässä sekoittuvat Sunlightin ja Anteron värikoodit. Sunlightin johdotuksessa punainen on starttiakun plussa, musta on hupiakun plussa ja ruskea on maa- eli nollajohto. Koska rautakaupoista saa metritavarana vain mustaa ja punaista, käytin mustaa aina miinukselle ja punaista plussalle. Mustat johdot merkitsin sitten sinisellä tai punaisella kutistesukalla.

EBL:n laturin toiminnan estäminen. EBL:n laturissa ei ole litiumprofiilia. Profiilin vaihto AGM:stä lyijy-geeli -asentoon asettaisi latausjännitteen oikeaksi (14,4 V), mutta absorptioaika olisi 16 h, mikä on aivan liian pitkä aika (1 - 2 h on normaali litiumille). EBL:n laturi voidaan estää, niin että samalla säilytetään kyky starttiakun ylläpitolataukseen (ripple charge, max. 2A). Tämä tapahtuu poistamalla EBL:n etuseinästä 20A sulake, jonka kohdalla lukee "Internes Lademodul" (sisäinen latausmoduuli), ks. kuva 5.

Akku paikallaan vänkärin penkin alla.

Kuva 1. Alkuperäinen kahden akun kokoinen alusta sai lähteä, kun Renogy oli liian leveä mahtuakseen kumpaankaan paikkaan. Uusi alusta on 6,5 mm filmivaneria, joka on kiinni penkin alustan alaputkessa kuudella 22-millisellä putkensiteellä. Näkyy parhaiten vasemmalla alhaalla. Vanerialustan kaikissa rei'issä on 5 millin lyöntimutterit, siis levyn läpi kulkeva 7-millinen putki, jossa 5 millin naaraskierre, putken alapäässä neljällä piikillä varustettu laippa, jonka piikit lyödään (tai viilapenkillä puristetaan) alapuolelta vaneriin. Putkensiteet pujotetaan putken ympärille ja ruuvataan kiinni lyöntimuttereihin. Samanlaiset lyöntimutterit on koontikiskoille (plus-navan koontikisko näkyy akun oikealla puolella, miinuskisko on akun takana) ja akun kiinnitysruuveille. Akku on alapuoleltaan ruuveilla kiinni kahdessa 4x40-millisessä alumiinilatassa, jotka kiinnitetään vanerin lyöntimuttereihin (ruuvit eivät vielä paikoillaan). Akun alle menevä johto vie lämmitysmatolle. Lämmityksestä enemmän seuraavassa viestissä.

Kuvat 2 - 3. Akku ylhäältä ja takaa. Plus- ja miinusjohtojen koontikiskoihin tulee kaikki entiset hupiakulle vievät johdot. Kiskot toimivat samalla akun kohdistusmerkkeinä, eli kun akku on kiinni kiskoissa, kiinnitysreiät ovat kohdallaan. Kiskoilta akun navoille menevät puolimetriset, 25-neliöiset kaapelit tilasin Aditasta, kun en omista noin suuria puristuspihtejä. Miinuskiskossa (kuvassa akun alapuolella) toinen vasemmalta oleva erikoinen liitin (harmaa johto) on Schaudtin buusterin lämpötila-anturi. Anturi oli alun perin kiinni lyijyakun napakengässä, nyt se on akun vieressä, mutta lähes samassa lämpötilassa kuitenkin. Lämpötilan mittaus ei ole mikään on/ei -toiminto vaan maksimilatausvirran asteettainen rajoitus akun lämpötilan noustessa. Netti tiesi kertoa, että sitä tarvitaan vain suurilla virta-asetuksilla (63 tai 70A), ja Sunlightin kaapelointi on tehty pienimmälle valittavissa olevalle maksimivirralle (45A). Joku toinen tiesi kertoa, että lämpötilakompensointia ei litiumakuille edes tehdä. Entiset sulakepesät on johtoineen siirretty akkujen alustasta 2 x 20 mm alumiinilattaan, johon tein reiät käyttäen vanhaa akkualustaa poraussapluunana. Plusnavan vieressä ollut huopainen kosketussuoja on siirretty vasemmalle puolelle.

Kuvat 4 - 5. Sitten kokeilemaan. Ergonomia on jotenkin huonontunut kesän jälkeen. Akku itse kertoo, että buusterilta tulee virtaa 45,1 A. Eli juuri sen verran kuin pitääkin.

Akku paikallaan vänkärin penkin alla.

Kuva 1. Alkuperäinen kahden akun kokoinen alusta sai lähteä, kun Renogy oli liian leveä mahtuakseen kumpaankaan paikkaan. Uusi alusta on 6,5 mm filmivaneria, joka on kiinni penkin alustan alaputkessa kuudella 22-millisellä putkensiteellä. Näkyy parhaiten vasemmalla alhaalla. Vanerialustan kaikissa rei'issä on 5 millin lyöntimutterit, siis levyn läpi kulkeva 7-millinen putki, jossa 5 millin naaraskierre, putken alapäässä neljällä piikillä varustettu laippa, jonka piikit lyödään (tai viilapenkillä puristetaan) alapuolelta vaneriin. Putkensiteet pujotetaan putken ympärille ja ruuvataan kiinni lyöntimuttereihin. Samanlaiset lyöntimutterit on koontikiskoille (plus-navan koontikisko näkyy akun oikealla puolella, miinuskisko on akun takana) ja akun kiinnitysruuveille. Akku on alapuoleltaan ruuveilla kiinni kahdessa 4x40-millisessä alumiinilatassa, jotka kiinnitetään vanerin lyöntimuttereihin (ruuvit eivät vielä paikoillaan). Akun alle menevä johto vie lämmitysmatolle. Lämmityksestä enemmän seuraavassa viestissä.

Kuvat 2 - 3. Akku ylhäältä ja takaa. Plus- ja miinusjohtojen koontikiskoihin tulee kaikki entiset hupiakulle vievät johdot. Kiskot toimivat samalla akun kohdistusmerkkeinä, eli kun akku on kiinni kiskoissa, kiinnitysreiät ovat kohdallaan. Kiskoilta akun navoille menevät puolimetriset, 25-neliöiset kaapelit tilasin Aditasta, kun en omista noin suuria puristuspihtejä. Miinuskiskossa (kuvassa akun alapuolella) toinen vasemmalta oleva erikoinen liitin (harmaa johto) on Schaudtin buusterin lämpötila-anturi. Anturi oli alun perin kiinni lyijyakun napakengässä, nyt se on akun vieressä, mutta lähes samassa lämpötilassa kuitenkin. Lämpötilan mittaus ei ole mikään on/ei -toiminto vaan maksimilatausvirran asteettainen rajoitus akun lämpötilan noustessa. Netti tiesi kertoa, että sitä tarvitaan vain suurilla virta-asetuksilla (63 tai 70A), ja Sunlightin kaapelointi on tehty pienimmälle valittavissa olevalle maksimivirralle (45A). Joku toinen tiesi kertoa, että lämpötilakompensointia ei litiumakuille edes tehdä. Entiset sulakepesät on johtoineen siirretty akkujen alustasta 2 x 20 mm alumiinilattaan, johon tein reiät käyttäen vanhaa akkualustaa poraussapluunana. Plusnavan vieressä ollut huopainen kosketussuoja on siirretty vasemmalle puolelle.

Kuvat 4 - 5. Sitten kokeilemaan. Ergonomia on jotenkin huonontunut kesän jälkeen. Akku itse kertoo, että buusterilta tulee virtaa 45,1 A. Eli juuri sen verran kuin pitääkin.

Lämmitysmaton toteutus ja asennus

Vaikka Renogyn Smart Bluetooth akussa on sisäiset lämmityselementit, en pidä niitä optimaalisina autoon, joka seisoo paikallaan koko talven. Näin siksi, että sisäinen lämmitys ottaa virtansa akun navoista, joista latausvirtakin tulee. Jos lämpötila on alle +3 astetta, kaikki akun ottama virta menee lämmitykseen eikä mitään mene lataamiseen. Virtalähteen täytyy antaa vähintään hiukan yli 4A, muuten ei lämmitystäkään tapahdu. Kolmen ja kymmenen asteen välillä 4 A:n ylittävä virta käytetään lataamiseen (lämmityksen lisäksi). Jos akun lämpötila (kahdesta anturista alempi näyttö) ylittää kymmenen astetta, lämmitys katkeaa ja alkaa uudestaan, kun lämpötila alittaa 5 astetta. Ei ole helppoa (tai mitään?) keinoa varmistaa, että sisäisillä elementeillä akku vain lämpiää mutta ei lataudu. Ei ole järkevää pitää litiumakkua täydessä latauksessa 7 kuukautta vuodessa. Tästä syystä ryhdyin kokeilemaan ulkoisten lämmityselementtien käyttöä. Edellisen viestini kuvassa 1 akun alla oli Partcosta ostettu pieni (110 x 77 mm) lämmityskalvo 12 V / 12 W. Yksi pieni elementti antoi lämpöä niin paikallisesti, että akun pohjaan jäi lämmityskierukan muotoinen jälki, vaikka akun sisälämpötila oli noussut vain puolitoista astetta.

Kuva 1. Tilasin Saksan Amazonilta neljän kappaleen setin tuotetta "DONGKER Silicone Heating Mat, Rubber Heating Plate, 12 V 25 W" 80*100mm, hintaan 23€. Ostin myös Biltemasta 0,7-millistä alumiinilevyä, josta leikkasin akun alle, 4 x 40-millisten lattojen väliin jäävän palan lämmitystä tasoittamaan. Tälle palalle mahtui kolme neljästä lämmitysmatosta, jotka kiinnitin alumiiniteipillä alumiinilevyyn ja kytkin matot sarjaan. Kun yksi matto ottaa tehoa 25 W (12 voltilla), niin kolme mattoa ottaa tästä kolmasosan (eli 8 - 11 W, riippuen siitä kytketäänkö lämmitin 12 voltin jännitelähteeseen vai 14 voltin laturiin).

Kuvat 2 - 3. Kokeilin, kuinka paljon tällainen 8,3 watin lämmityselementti nostaa akun lämpötilaa. Kokeen tein huoneessa, jonka lämpötila pidetään n. 18 asteessa. Vuorokauden kuluttua totesin, että akun lämpötila oli jo riittävästi vakiintunut, ja oli silloin 26 astetta, eli 8 astetta ympäristöä korkeampi. Lämpökamera näytti akun pohjan lämpimimmän kohdan lämpötilaksi 30,1 C. Kun lämmitystä käytetään pakkasella, akun pohja ei välttämättä nouse edes plussan puolelle. Ei ole tarkoituskaan, pääasia että akku pysyy turvallisessa säilytyslämpötilassa. Sellainen ero tietysti on, että vänkärin penkin alla akku pitää paremmin lämpöä (suhteessa ympäristöön) kuin huonetilassa, eli kokeessani käytetyllä teholla lämpötilaero ympäristöön nähden voi olla vähän suurempi kuin 8 astetta. No, aika näyttää.

Viiden pisteen vinkki. En ehkä suosittele sähköopin ensimmäiseksi harjoitustyöksi, ainakaan juuri kesäloman alla. Asiat eivät ole kytkinkaavan tasolla kovin vaikeita, mutta kun pitäisi saada sana tulemaan lihaksi, vaikeusastekerroin alkaa nousta. Esimerkiksi käy nuo jakorasiat. Jos johdot pätkii liian lyhyiksi, rasiaa ei mahdu kääntämään sellaiseen asentoon, että asennuksia voisi tehdä. Liian pitkien johtojen piilottaminen käy sekin työstä, varsinkin jos pitää ylipitkien johtojen alta kaivaa se alimmainen rasia. Kuskinpukin alusta on ollut aivan riittävä tila, kun sinne sijoitettiin pelkkä EBL. Mutta kun älylaturi tai litiumakku vaativat lisäksi buusterin ja uuden maasähkölaturin ja ne taas lisää jakorasioita ...

Asuntoautoilu on empiirinen tiede. Tämä tarkoittaa, että teoria hyväksytään oikeaksi vasta, kun se on kokeellisesti vahvistettu. Nyt siitä teoriasta, että litiumakun valvontajärjestelmä sulkee akun ennen kuin ylipurkautuminen tms. tuhoaa akun. Saatettuani auton talvikuntoon olin ladannut hupiakun n. 80% varaukseen ja irrottanut maasähkölaturista töpselin. Autoon jäänyt oli jäänyt vessan valokytkin päälle-asentoon ja muutama päivä sitten oli asunto-osan sähkö unohtunut päälle. Nämä kaksi asiaa yhdessä saivat aikaan, että sähkön ohjauspaneelissa matalimman akkujännitteen (11,8V) valo vilkkui punaisena ja keittiön tupakansytytinliitännässä oleva jännitemittari oli pimeänä. Säikähdin tietysti, kun luulin hupiakun jännitteen olevan alle 12V. Mutta puhelimesta näin, että akun jännite oli n. 12,6V. Tajusin, että akun BMS oli irrottanut akun kuormasta. Lataamisen jälkeen kaikki toimi taas normaalisti.

Lyijyakun "etuna" on, että tällaista ei olisi luultavasti tapahtunut, koska lyijyakkua ei voi pitkäksi aikaa jättää vaille latausta. Mutta kun olen kahden talven aikana huomannut, että Ecoflow-varavoimalaitteesta ei lataus häviä mihinkään, en jättänyt maasähkölaturia toimintaan. En nimittäin halua pitää hupiakussa lämmitystä päällä koko talvikautta. Litiumakun etuna on, että tällainenkin tilanne aiheuttaa vain hetkellisen säikähdyksen mutta ei sen pahempaa.

Eikös tuossa nyt olo hieman ristiriita puhelimessa olevan apin vs auton paneelin sekä tupakkasyttärin mittarin kesken? Kaksi vastaan yksi.Jos oikeasti 12,6 v , niin miksi bms irroitti akun kuormasta?

Ei minkäänlaista ristiriidan hippustakaan. Löysin netistä oheisen LiFePO4-akun purkaus-jännitekäyrän. Tai oikeastaan kuvassa on viisi erilaista käyrää erilaisille kuormituksille. 1C tarkoittaa, että akun nimelliskapasiteetti puretaan tunnissa; 0,5C kahdessa tunnissa jne. Lisäsin kuvaan vaakaviivan 12,6 voltin kohdalle. Huomaat että valittiinpa mikä käyrä (kuormitus) tahansa, niin 12,6 voltin jännitteellä akku on jo käyrän sillä osalla, jossa jännite putoaa hyvin nopeasti eikä akusta juuri enempää tehoa irtoa. BMS toimii avian oikein irrottaessaan akun kuormasta. Se, että kaksi eri jännitemittaria näyttää erilaista arvoa kuin akun BMS, johtuu siitä, että BMS mittaa akun jännitettä akun sisäpuolelta (kennostosta) ja ulkoiset mittarit akun ulkopuolelta. Ja se, että auton paneeli vilkuttaa matalinta LEDiä ulkoisen mittarin ollessa pimeänä, johtuu siitä että auton paneeli saa käyttövoimansa EBL:stä (starttiakusta tai EBL:n virtalähteestä) kun taas ulkoinen mittari saisi käyttövoimansa hupiakusta.

Sivumennen sanoen, meidän autossa Euro6-moottorin älylaturi lataa starttiakun vain 12,7 - 12,8 voltin jännitteeseen. Ajatuksena on, että lisälatausta tulee jarrutusenergiasta tai alamäkiajosta. Tuo jännite lyijyakussa on aivan normaali, mutta samalla jännitteellä litiumakku on lähes tyhjä. Jos lyijyakku hupiakkuna saa latauksensa samasta laturista, sekin latautuu vain n. 80 prosenttiin täydestä kapasiteetista (olettaen että vaihteluväli on 0 - 100%). Mutta jos vaihteluvälinä pidetään 50 - 100%, niin 80% lataus onkin vain hieman vaihteluvälin puolivälin yläpuolella. Ja jos hupiakkuna on litiumakku, niin Euro6-moottorin älylaturi ei lataa sitä käytännöllisesti katsoen ollenkaan. Sen vuoksi B2B- eli booster-laturi on välttämätön.