選擇12V還是24V?磷酸鐵鋰電池買哪種電壓的比較好 各有什麼優缺點?[車泊用電系統] | 🍄樂愛生活手札
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2022/11/18

選擇12V還是24V?磷酸鐵鋰電池買哪種電壓的比較好 各有什麼優缺點?[車泊用電系統]

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目前主流燃油汽車使用的鉛酸電瓶都是12伏的,也就是由6個標稱2伏的電池單元串聯而成,已經有100多年歷史了,當然也有部分貨車使用了兩個12伏電瓶串聯而成24伏,而早期還有些車型使用了6伏,不知道當初為什麼會形成這個標準了,反正一直使用了這麼長時間,據說也有很多人試圖去推出不同的電壓版本,都是都沒有成功,習慣的力量是非常強大的,房車的標準電瓶一般也是12伏。

電壓越高,效率越高

電功率W=電壓V*電流A,在電功率一定情況下,電壓和電流成反比例關係,電壓越高,意味著電流越低。
根據焦耳定律,電流通過導體,將會發熱而損失部分電功率,而且發熱損失的功率,和電流平方和電阻乘積成正比例關係,這說明電流越大,通電時候發熱損失的熱量會越多,我們利用電能的效率會越低。

這也是為什麼電力公司供電系統要使用高壓供電的根本原因,電壓越高,電流會越低,電流因為發熱而損失的功率會越少。


通過這個影片,輕而易舉的明白,48伏供電系統,效率高於24伏的,而24伏的效率會高於12伏的,光從效率來看,選擇48伏的供電系統要遠遠強於12伏的供電系統。
現在很多混合動力車型,都已經使用了48伏的供電標準,因為新出來的技術,容易打破原來的標準體系了,而傳統的12伏電瓶體系,已經有個龐大的慣性體系很難突破了,還是12伏。

電壓也不是越高越好

中國日常的用電體系,是單相220伏,而日本等一些國家使用了100-110伏,也不盡統一的,電壓高了雖然效率高,但是也帶來了危險性,當初特斯拉和愛迪生就在這個問題上爭執了很長一段時間了,而且還涉及到交流用電不安全的說法了。

人體的安全電流是10毫安,但是電流這個量在實際使用中不好確定,畢竟人類使用的電源,基本上是電壓源。

所以根據人體的平均電阻,得出了36伏安全電壓的說法了,實際上如果在潮濕環境下,可能24伏都會給你帶來用電危險,當然12伏還是非常安全的。

可能這也是早期汽車電壓使用12伏的重要原因了吧。

電壓高了,意味著絕緣材料要選擇高點的,否則會容易被擊穿,特別對於汽車這種戶外使用的設備,很容易受到風吹雨打和太陽高溫輻射,整體而言也是不小的開銷。

當然電壓高了,因為發熱量少,對線材的要求會細小了,這部分成本會相對降低,會抵消絕緣成本帶來的增加。




房車用哪種電壓,要看實際情況

房車也是普通汽車發動機引擎,它的供電系統電壓基本上是12伏的,如果你的用電備用電池,也指望車上發電機經過整流調壓器來輸出供給當然是12伏的備用電池使用起來相對比較方便了,這樣直接不用太多的改裝就可以使用。
如果原車已經是24伏電壓,當然也是使用了24伏備用電池比較合理。

用大電流、大瓦時等於大顆 是24伏特比較好
用小電流、小瓦時等於小顆 12伏特就可以

所以,如果裝駐車冷氣, 可以考慮專用的一顆24伏電池 ,24v 會比 12v制冷效果會越好,而電流12v會推到50~70a,24v也只要一半,24v  使用大電流情況下會比12v安全很多
電流越大,電線不夠粗就會發燙,用24v,你的極柱或是端子也比較不會發燙,電池>逆變器 12v 至少要用6 或是 4awg線組,24v 就可以降為8awg 或6awg了


如果是自己帶了發電機來供電,電壓越高效率越高,48伏當然比12和24伏都要理想。
也許有人說,完全可以通過一個DC-DC之類的電源,讓12或者24伏的發電機輸出,變成48伏供電來給備用電池充電,這個也無可厚非,但是本身這樣變電過程,就會損失很多能量,這樣設計並不划算,而且增加了成本。

硬要追求省電的完美解決方案就是提供12V和110V都有的電源解決方案

目前房車主流的12V為主,一般可以帶12V冰箱,充電口這些小功率的東西。
而110v用電需要逆變器。比如電吹風,空調這些大功率電器。
當然也有一些48V房車,優點是電流小一些,電線可以細一些,發熱不大,相對安全一些。
逆變到110V損耗也小一些。但是目前剛剛起步,48V電器很難有配套。而用12V電器的話,又需要再變壓。

綜上床車旅遊的話,建議12V電源方案,同時配逆變器。需要用12V的話就直連。需要110V的話開啟逆變器,這樣最省電。配套也最成熟可靠。

選擇一個好的110伏逆變器也是很重要

目前家用的設備,基本上都是110伏交流的,車載或者電池供電,都是直流低壓,所以需要一些逆變裝置來處理,這樣也是一筆不小的開銷,如果直接有發電機,還不如直接使用110伏輸出那種類型,少了中間轉換,效率會提升非常多,可靠性也會比較讓人滿意的。


初期個人認為能用12v就儘量用12v解決,然後卡式爐備用。

主要從幾個方面考慮。
首先從可行性來說,我們床車出行,人數肯定不多,最多兩個人,這就為我們用12v提供了可能。淘寶上一個12v電飯煲,可以燒水,可以燉湯,熬粥,煮飯也足夠兩個人吃的了。

還有就是我們床車的空間是很有限的,只用12v就不需要帶逆變器,不需要到處接線了,能騰出不少寶貴空間。
再就是節能了,逆變器升壓過程中的損耗,還有逆變器本身的損耗會讓本來就不富裕的床車電能更捉襟見肘。

最後說的是安全。用大功率逆變器升壓肯定要用大容量電池,也就必然要改原車的發電機。這些改動的每一環節都是一處安全隱患。

但無論如何最終目標是給車上電器使用、如果要使用電器,條件允許的話建議用24v,因為24v比12v更快、如車載電飯鍋24v的比12v的煮飯速度可以整整快15分鐘。
但考慮到一半家用汽車電瓶都是12v的、所以我覺得使用12v會更好,雖然在某些方面不如24v。至於那個省電其實都差不多

關於省電這個問題,其實是個偽命題。

理論上面,比如說煮100克米飯,無論你用12V電,或者24V,還是110V,其實最終耗電量一樣,不存在省電問題。
但是,低電壓一般不會做高功率電器,因為這樣電流需要很大,電流很大的話,電線就需要很粗
這點可以看蓄電池的連線線就能明白,因此,一般高功率電器,需要一個逆變器,改成高壓(110v)小電流模式。

當然高壓110V到我們手機充電5V或者12V一樣需要變壓的。
所有的變壓過程都存在損耗,這裡會有一部分電量浪費。
舉個例子,一般2500W左右的逆變器,損耗功率會在50W左右,也就是說大概2%的浪費。

補充說明

電池儲存的能量稱爲電池容量,可以用安培小時(Ah)表示
安培A是電流的測量值,小時h表示電池在什麼時間段內可以提供電流,額定容量通常是基於電池在20小時內均勻放電而定的。
如果在一個需要高電流的應用中使用電池,期望值可能比額定時間少得多。
例如,100安培的電池可以提供5安培的電流,持續20小時。
如果需要更多的電流,它將持續比額定時間時間短,20安培電流會在不到5小時的時間內耗盡電荷,電流低於額定值,電池的續航時間會超過其規定的容量。

電池的兩種主要類型是「啓動」(啓動發動引擎)和「深度循環」(傳動電動車),「啓動」電池是用來快速釋放能量的,比如汽車的啓動電機。

「深度循環」電池的即時可用能量較少,但可以提供更大的長期能量,啓動電池不應用於深循環類型的應用,電池供應商可以幫助您確定適合您的應用負載具的最佳電池類型。




獨立110V電源的安全重要性

如果車裏加裝副電瓶,隔離器就要改動車輛電路,把電瓶和逆變器固定在車座下面,安全隱患太大,一旦發生問題,保險公司都拒賠的。
而且,床車會常年戶外,不是每天行車趕路,電瓶充電會比較麻煩

那如果採用12V電器比如電飯鍋,燒水壺採用行車時插入點菸口取電方式,偶爾臨時還行,長久房車旅行恐怕不行,房車遊不太可能每天都長時間發動車趕路,停車時就沒有電,除了做飯燒水,手機相機電腦甚至電毯,用電還是無法解決

而給車載用的12v電器,大都是小作坊生產,一二百元的便宜簡陋產品,家用電器這東西向來都是一分錢一分貨,錢到位了才會用真材實料,沒有大品牌電器廠出產的產品。

再一個12v的電器熱效率低,相比110v自身損耗較高,燒水煮飯時間長,如果再行駛在高海拔地區煮熟飯都很困難。
汽車車載電瓶都是按照汽車常規用電損耗設計的,長時間負載必然損耗電瓶使用壽命,一旦萬一電壓不足發動不了汽車,在偏遠戶外某些場景下是非常危險的。

我的建議,還是採用大功率戶外電源的方式最為可靠,安全,電量也充足。

床車長期在外自駕旅行,怎樣保證得到充足的電量是很重要的問題,相比較其他方法,我們不妨投入三五千元人民幣,網上貨比三家購買一臺自己喜歡的大功率戶外應急移動電源,最好能達到1500瓦,峰值功率達到三千瓦的純正弦波-戶外應急移動電源

本身車輛就需要一臺備用電源,他們都配備汽車應急搭火線,給愛車提供一份安全保障,二是配備一個1000到1500瓦的小型電陶爐,再加上一個小炒鍋和兩升的小高壓鍋,那麼戶外旅行期間無論做飯燒水,泡茶,煮咖啡,全部都毫無壓力,哪怕五千米高原地區,也煮的熟飯,燉的爛肉,停車隨時熱茶熱咖啡,晚上隨時給手機相機小充電寶充電,車內照明,睡覺電熱毯都沒問題。

有了這個戶外電源,那麼其他的酒精爐,天然氣爐,卡式爐,酒精爐,柴火爐,甚至煤氣罐都不用了,只要選擇一個便攜安全的作為備用就可以。

不過以我經驗建議攜帶電陶爐,不要電磁爐或者電炒鍋,還有電壓力鍋。因為一個電陶爐可以應付所有鍋具壺具,電陶爐上鋪上錫紙甚至可以在上面烤肉,電磁爐很多鍋具不能用,還有電磁波輻射。相比單純兩升高壓鍋,電壓力鍋高海拔地區壓力不夠煮飯慢還體積大,所以不推薦。

這個大寶貝充滿一次電正常情況下用三四天問題不大,長時間床車旅行一般都會戶外兩三天然後住店一天,休整下洗洗澡洗洗衣服晾乾,然後給車上補充自來水,這時就把這個戶外應急移動電源提進店裡用的110v電源插座充電,一夜十多個小時正好充滿。那麼在平時行車時用它自備的點菸口用充電作為補充。

自駕回來後,戶外移動電源放在家裡應急,萬一哪天停電,那麼應急照明可以馬上解燃眉之急。

其實床車出門電和水是最難解決的、尤其是電永遠不夠用、所以很多車友會用各種方法、如太陽能、發電機、副電瓶、還有就是戶外電源。




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