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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]

👀 20/03_ 本文分類:


電壓效率報告:12V vs 24V

電壓選擇指南:12V vs 24V

一次搞懂電功率與用電習慣,做出最明智的車泊電源選擇。

物理學原理:電流與損耗

這個互動工具將幫助您理解電壓、電流與能量損耗之間的物理關係。請調整功率滑桿,觀察12V與24V系統的數據變化。

100W 1000W
300 W

12V 系統

所需電流: 25.0 A

24V 系統

所需電流: 12.5 A

電線發熱損耗比較 (與電流平方成正比)

12V vs 24V 優勢與劣勢

兩種系統各有利弊,沒有絕對的好壞,只有適合與否。以下是他們的對比。

12V 系統

優點

  • 最佳兼容性與生態系
  • 安全性高

劣勢

  • 高電流問題 (需粗線材)
  • 電線易發熱,有安全隱患

24V 系統

優點

  • 高效率低損耗
  • 線材更細,節省成本
  • 大功率電器充電快

劣勢

  • 兼容性問題
  • 設備選擇少
  • 較高的安全風險

你的用電習慣?

點擊下方的卡片,看看哪種電源方案最適合你。

週末玩家 (輕度用電者)

需求:僅為手機、筆電充電,或使用小功率電器 (如冰箱)。

全職車泊者 (重度用電者)

需求:需長時間使用大功率電器 (如冷氣、微波爐)。



電壓、電流與效率的物理學

要理解 之間的差異,我們必須先回顧兩個基本的電學公式:

  • 電功率公式: (功率 = 電壓 電流) 這代表在供應相同的總功率 給電器時,電壓 和電流 成反比關係。當電壓越高,所需的電流就越小。

  • 電線發熱損耗(焦耳定律): (功率損耗 = 電流的平方 電線電阻) 這個公式是判斷效率的關鍵。它告訴我們,電能在傳輸過程中因電線發熱而產生的損耗,與電流的平方成正比。

將這兩個公式結合起來,你會得到一個核心結論:電壓越高,電流越低,電線發熱的損耗就會大幅減少。 舉例來說,當您要供應一個 的電器時:

  • 系統下,所需的電流為

  • 系統下,所需的電流僅為

系統的電流只有 系統的一半。根據 的關係, 系統的電線發熱損耗將降至 系統的四分之一,這意味著更高的能量傳輸效率和更低的電線發熱風險。這也是為什麼電力公司使用高壓電傳輸電力的核心原因,因為高壓能讓電流降到最低,從而將長途傳輸的損耗降至最小。

此外,電壓的轉換過程本身也會產生損耗。當我們使用 DC-DC 轉換器 升壓至 或將 降壓至 時,這個轉換過程會產生額外的熱量,導致 不等的能量損失。因此,盡可能地讓用電設備與供電系統保持相同的電壓,才能發揮最高的整體效率。

vs. 的優劣大解析

系統的優點與劣勢

  • 優點

    • 最佳兼容性與生態系: 目前絕大多數汽車都採用 電瓶,這使得 成為了車用電器的行業標準。市場上充斥著琳瑯滿目的 電器,從車載冰箱、電風扇到手機充電座,選擇極多,隨處可買,配套最完善。

    • 安全性: 在正常使用環境下, 屬於完全安全的電壓,即便在潮濕或絕緣不佳的情況下,也無需過多擔心觸電風險。

    • 安裝與維護簡便: 與原車發電機的兼容性最佳,改裝與接線最為簡單,大多數車泊玩家都可以自行完成基礎的線路安裝。

  • 劣勢

    • 高電流問題與安全隱患: 當驅動高功率電器(如車用冷氣、電磁爐等)時,需要極高的電流。以一個 的電器為例,在 系統下將產生約 的電流。如此巨大的電流對電線的粗細(線徑)要求非常高,需要使用昂貴且笨重的 0 AWG2 AWG 等線材。若線材選用不當或接頭不牢固,極易因高電流而發燙,甚至熔毀引發火災。

    • 接頭與端子發熱: 高電流會導致電線接頭、端子和保險絲座產生大量熱量,長期下來可能導致接觸不良或燒毀,成為系統中的薄弱環節。

系統的優點與劣勢

  • 優點

    • 高效率低損耗: 適合運行高功率電器,能顯著減少電線發熱損耗,提升整體用電效率。例如驅動一個 的電器時, 系統僅需 的電流,相比 系統更為安全與高效。

    • 更細的線材: 在傳輸相同功率時,所需的線徑可以細得多,例如使用 4 AWG6 AWG 的線材即可。這不僅能節省成本,更能減少線材的重量與佔用空間,這對於空間有限的露營車來說是一大優勢。

    • 充電速度: 在高功率電器上, 系統能提供更快的充電或加熱速度,例如 的車載電鍋煮飯時間會比 快上許多。

  • 劣勢

    • 兼容性問題與額外損耗: 除非您的車輛本身就是 系統(如部分貨車),否則需要額外的變壓器或複雜的電路改裝,這會增加成本與潛在的損耗。若想使用 設備,也需要額外的降壓轉換器,這會引入另一層的能量損耗與故障風險。

    • 設備選擇少: 相較於 ,市場上原生 的露營電器非常少,選擇十分有限。

    • 安全風險: 雖然未達人體安全電壓標準,但仍高於 ,在極端潮濕或線路絕緣不佳的情況下,仍需格外注意。此外,在高電流下的短路, 系統會產生更強烈的電弧,對安裝者的安全要求更高。

最終建議:根據你的「用電習慣」做決定

沒有絕對的好與壞,只有適合與不適合。您的選擇應完全取決於您的用電需求:

  • 輕度用電者(週末玩家):

    • 你的需求: 僅需為手機、平板、筆電充電,或使用小功率電器,如 車載冰箱、LED 燈條和電風扇。你的用電負載低且沒有高功率電器。

    • 我的建議: 選擇 電源方案,這將是最省錢、最簡單且最可靠的選擇。你無需進行複雜改裝,即可享受到最佳的設備兼容性和最簡單的安裝過程。這套方案能完美滿足基本車泊需求。

  • 重度用電者(全職車泊 / 數位遊牧者):

    • 你的需求: 需要長時間使用大功率電器,例如車載冷氣、電磁爐、微波爐、咖啡機等。你的用電負載高且頻繁。

    • 我的建議: 認真考慮 甚至更高電壓的解決方案。雖然初期投入較高、改裝較複雜,但從長期來看,更高的效率、更細的線材和更安全的線路環境將為你帶來巨大的好處,讓你在戶外也能享受如同家用的便利。

結論:

總體而言,對於絕大多數的車泊玩家, 系統以其無與倫比的兼容性與便利性,是目前最成熟、最穩妥的選擇。而 系統則更像是為追求極致用電體驗、願意承擔複雜改裝的專業玩家所設計。

你會是哪一種車泊玩家呢?




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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