okej, tog lite för att skriva upp ett bättre svar. Gör dig redo, det är en jätte vägg av text. Det är inte helt komplicerat, men det krävs många ord för att försöka förklara och vara meningsfullt.
jag ville ta ett par illustrationer för att göra det lite mer meningsfullt, men jag tillbringade större delen av min tid att äta skur internet för att se om någon redan hade rätt illustrationer upp, och ingen gjorde. Inte konstigt att ingen vanligtvis förstår hur det här fungerar. Jag gjorde tillräckligt med jakt för att se till att min information är rätt, och gjorde bara upp mina egna illustrationer efter jobbet. Om jag får en chans senare i veckan kanske jag kan skriva upp det här mycket trevligare någon annanstans och erbjuda det som referens.
innan något av detta är meningsfullt måste du kunna se hur varje bit fungerar under olika elektriska belastningar, men det finns många variabler som förändrar saker. Dessa illustrationer är inte korrekta per ord till någon speciell inställning, men de är” om rätt ” för lagergeneratorn och startbatteriet du får i en E-150 ditt år, och förhoppningsvis bara tillräckligt bra för att förklara konceptet.
först ut, generatorn. De flesta av graferna för dem visar den maximala utgångsströmmen du kan få beroende på generator eller motorvarvtal, vilket inte hjälper oss mycket. Vad du verkligen behöver se är vad din Generator kommer att göra med en fast marschfart när du ökar belastningen på den. Vid marschfart, du kan se spänningsutgången på din Generator är oftast platt upp till någonstans runt sin märkeffekt, och någonstans efter det, som du lägger mer belastning på det, spänningen det kan släcka droppar. För den plana delen av diagrammet vrider spänningsregulatorn fältet upp i generatorn för att hålla spänningen uppe. När fältet är i full styrka är det allt du har, och spänningen sjunker snabbt efter det när du ökar efterfrågan på ström.
Nästa upp är vad ditt startbatteri gör på olika nuvarande nivåer. Det här var den svåra delen att hitta, och jag slutade extrahera den här informationen från några riktigt bra batteridiagram som sammanställdes av en båtkille för Home Power magazine. Allt på den första kurvan jag länkar förändringar med både hur stort ditt batteri är och hur urladdat det är, så jag har gjort en för var och en av de olika situationerna vi skulle behöva titta på för att förstå hur din isolator fungerar. För den första antar det om ett 75ah blybatteri (i grunden grupp 65-batteriet i din Econoline). När du tittar till vänster om noll på botten är det urladdningsström, med batteriet som levererar ström, och till höger är laddningsström, med ström som sätts i batteriet. Vad du kan läsa ungefär av detta diagram är spänningen. Det här diagrammet har ungefär rätt spänningsnummer för att ditt batteri är 90% laddat, vilket är ganska normalt för att bara ha avfyrat en skåpbil som satt ett tag.
låt oss nu titta på den första och enklaste kombinationen, bara din generator och ditt startbatteri. Strax efter att du brandat upp din van, sparkar generatorn upp till 14-14.5 V eller så. Din skåpbils bränslepump och elektronik tar förmodligen kanske 30A att köra, så ditt system kommer förmodligen att vara runt 14,2 V – Du måste ”gissa” först för att räkna ut det här och sedan gå tillbaka och lägga till saker för att se om din gissning handlade om rätt. Det som är viktigt att se är att ditt batteri och Generator är bundna ihop, så de måste ha samma spänning. Vid 14.2 V kan din generator lägga ut om 45A, och ditt batteri ”vill” om 8A värt laddning, så 14.2 V är rätt om resten av ditt system kräver om 37A just då.
nu med den enkla kombinationen, låt oss veva på strålkastarna och slå på fläkten låg, så nu har vi höjt vår last från, säg 37A till 50A. vid 50A – utgången är din generator ungefär 14.1 V, men ditt batteri vill fortfarande ha lite laddning också-men titta på batteridiagrammet kommer batteriladdningsströmmen troligen att sjunka till mer som 6A. så nu sätter din generator ut 14.1 V för att leverera 50A till bilen och 6A till batteri.
okej, dags att överbelasta generatorn. Vrid värmen på max (de blåsarna drar ca 20A på max), sätt på bakluften och kanske uppvärmda säten eller något. Vänd på torkarna, få allt att gå. Nu har vi cirka 90A efterfrågan i systemet. Det är mycket mer än generatorn kan sätta ut sig själv på över 12V, och om du litar på det lite fiktiva diagrammet Jag gjorde, kan din Generator bara lägga ut ca 11,5 V vid den belastningen. Batteri till undsättning! Det är fortfarande anslutet, och om det faktiskt var 11,5 V, skulle det verkligen lägga ut lite juice! Vad som verkligen kommer att hända är att systemet kommer att lösa sig vid vilken spänning utgångsströmmen från batteriet och generatorn lägger till upp till 90A. titta på diagrammet, det ser ut som om 12.5 V för mig. Vid 12.5 V kan din generator fortfarande vrida ut 85A, och ditt batteri kommer att lägga ut de återstående 5a.
jag valde den enkla situationen först eftersom den här måste vara meningsfull innan du kan förstå vad som händer när du slänger in en andra batteribank med en annan laddning. I det här enkla exemplet har du redan två saker som kan släcka ström (generator och batteri) som måste ”bestämma” hur man delar lasten. Saken är den, det är egentligen inte så mycket ett ”beslut.”Varje sak har sitt eget naturliga beteende som diagrammet försöker förstå, och systemet har en ”naturlig lag”, vilket är att spänningen för alla bitar vi tittar på alltid kommer att vara densamma (eftersom de är direkt anslutna). Därför kommer generatorn och batteriet att öka eller minska utgången tills spänningen stabiliseras mellan dem. Det är lite av en fysikbalansering.
Låt oss nu gå tillbaka till det första exemplet där du just har startat skåpbilen och har en rimlig 30A-systembelastning, men nu lägger vi till batterier i ditt hus. Låt oss säga att din batteribank är 200ah, vilket motsvarar nästan tre av de startbatterier i storlek – Jag vill överdriva saker lite så det är lättare att se effekten i de olika diagrammen. Din batteribank är bara 50% laddad när ditt isolatorrelä ansluter det till generatorn och startbatteriet, så dess diagram ser ut så här. Formen är väldigt lik, men strömmarna är mycket större (eftersom banken är större) och spänningarna är lägre (eftersom banken är halvladdad). Din skåpbils system vill fortfarande att 30A ska köra sina egna saker.
så nu, med det reläet anslutet, gäller lagen ”alla spänningar är samma” för alla tre delarna. För att ta reda på vad det ska göra måste jag gissa en spänning igen för att starta. Jag kan göra en utbildad gissning och säga att systemet kanske kommer att köras på 13,5 V, vilket ser ganska nära ut. Låt oss se, klockan 13.5V vår generator sätter ut om 75A, och vår efterfrågan är 30A (från bilens elektronik) plus om 3A (vad det mest laddade lilla batteriet vill ha vid den spänningen) och en jättestor 60A som vår hungriga batteribank vill ha vid den spänningen. Det är en total belastning på 93A, mer än generatorn sätter ut, så jag har uppenbarligen gissat fel. Om jag försöker igen kommer det närmare-vid 13.4 V är lasten 30A bil, fortfarande om 3A startbatteri (för liten förändring att berätta), men ner till ca 40A på batteribanken. Generatorn kan lägga ut bara några fler ampere, för. Så lasten går ner till 73A, och generatorns kapacitet kryper upp till kanske 76-77. I grund och botten handlar vi om det; vad som verkligen kommer att hända kommer bara att vara mellan de två spänningarna, men våra diagram är inte tillräckligt bra för att vara galen korrekta.
nu, med det exemplet, kan du verkligen se hur strömmen delas mellan de två batteribankerna. Ditt startbatteri vill inte ha mycket, eftersom det är för fullt för att ta mycket mer vid den låga spänningen, och spänningen är fortfarande för hög för att den ska kunna laddas ur. Din aux-batteribank kommer bara att suga in strömmen tills den släpper generatorns spänning ner till en nivå där den är nöjd.
nu, för att se vad som hände med din rigg den andra dagen när din aux-bank verkligen var nere, här är en kurva för ditt aux-batteri med endast 20% laddning. Det här är tillräckligt med skillnad för att börja suga juice ur ditt startbatteri, precis som du såg. Jag ska gissa 12.7 V först. Vid 12.7 V sätter din generator ut om 81A, ditt startbatteri sätter faktiskt ut om 1a. Din van vill fortfarande att 30A ska springa, och ditt aux-batteri vill suga upp en full 50A! Det är förmodligen en ganska bra gissning på spänningen, vi är inom ett par ampere av allt som lägger till. 82A eller så från generatorn och starta batteriet, och 50 av det går in i laddning av hjälpbanken.
du kan se var även små förändringar i mina gissningar om att göra dessa grafer skulle få det att dra hårdare från ditt startbatteri. Om din aux var mindre än 20% laddning kvar, skulle du definitivt dra mycket hårdare från startbatteriet, eftersom din Generator är helt maxad. Min ” generatorkurva ”kunde lätt ha varit generös för den generatorn över 70A, eftersom jag bara kokade upp den delen av kurvan” vid ögat ” tills den såg rätt ut. Till skillnad från batterierna har jag inte bra hårda data för den, bara tillräckligt med grundläggande kunskaper om hur det fungerar för att laga upp ett diagram.
TL;DR ingenting i systemet vet verkligen hur man distribuerar elen, varje bit har bara sina egna prestandaegenskaper, och systemet kommer att ”balansera ut” naturligt till vilken spänning som helst som gör det tillgängliga utbudet (från generatorn) möta efterfrågan (från bilelektroniken och de två batteribankerna).