【AWII改车】双电瓶控制系统！F153太阳能供电、F182柴油电辅加热

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基础知识普及——1楼；

双电源控制（隔离）器功能介绍和选购——7楼；

深循环（卷绕）电瓶的功能介绍和选购——8楼；

电瓶电压监控系统介绍和部件选购制作——22楼；

总体电路设计和施工安装——24楼；

太阳能电池供电的解决方案——153楼；

柴油发动机电辅助加热方案（简易版）——182楼；

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 由于我不良的用车习惯（老忘关灯）和原车发电机调节器故障（详见我的帖子：维修分享，1000元变200元，让人无语的4S技师！）    我的原车电瓶到了27000公里就OVER了。不仅如此，由于电瓶亏电，汽车无法启动，还让我多次抛锚在机场、国道、岛屿码头。这让我产生强烈的为哈哈加装双电瓶控制系统的欲望。
    由于国内没有量产的双电源供电车型，只能到网络上寻找车友改装的双电瓶供电系统攻略。然后自己再进行对比分析、设计电路、选购配件、组装调试。由于只能在业余时间开工，整个工作大约历时半年。其中收集资料和分析对比用了大约1个月，电路设计大约用了半个月、选购配件大约用了1个半月，制作组装用了半个月，上车安装用了半天，使用测试大约用了三个月。现在可以负责任的向大家隆重推出我设计的双电源供电系统了。
    由于我们论坛的改装发烧友比越野一族少，大多数是新手，所以只好先发个扫盲贴，普及一下基础知识

@什么是双电瓶系统？
    就是在汽车上安装两块电瓶，用以给汽车供电；常见的汽车双电瓶供电系统又有四种：
    1、双（多）电瓶单供电系统    常见与重型汽车、矿山用车，主要是因为发动机较大，启动时需要较大的电流和电量，普通的一个电瓶不能满足需要，而采用两个或多个电瓶并联起来，以增大电量；就和我们使用的手电筒一样，多节电池的肯定比单节电池的耐用一些。
    2、主、辅电瓶单供电系统    常见于高级轿车和中端以上的越野车，主要是作为启动电瓶的备份，一旦主电瓶亏电或是发生故障，备用电瓶可以保证车辆供电系统的临时工作，不至于让车辆抛锚或陷于险境。
    3、双电瓶双供电系统    车用于特种车辆，如野营车、科考车、通讯指挥车等等；除了汽车常见的供电电路外，另设一(或多)个电瓶，为专门的车载设备供电；也就是说，汽车电路和车载电器电路是独立分开的。
    4、双电瓶智能供电系统    就是【主、辅电瓶单供电系统 + 双电瓶双供电系统】，车上有两只电瓶，汽车电路和车载电器两个电路，然后由一个智能化控制器来控制电路，既能让多余的电瓶作为主电瓶的备用，也能实现车载电路的独立运行。
    由于国内的汽车产业大多只生产中低端车型，所以第2、3、4种双电瓶方案国内的量产车型中基本没有。但是奔驰中端以上轿车、所有越野车（含SUV），JEEP中端以上车型如大切等，丰田兰德酷路泽系列车型都分别配置双电瓶供电系统。但这种车型大多选用的是第2种“主、辅电瓶单供电系统”。而国外的汽车改装发烧友们则在其基础上，再将原车的双电瓶系统改装成第4种“双电瓶智能供电系统”！

@为什我们需要双电瓶供电系统？
    现如今，诸如车载冰箱、逆变电源、辅助车灯、车载电脑、发烧音响和数码相机等车载用电设备令人目不暇接，如果单让启动电瓶来提供电力，简直就是不可能完成的任务。
    而对于户外越野驾驶者来说，野营灯、高位射灯、车载电台、绞盘哪一个用起电来但都不是吃素的主儿!没有双电瓶系统的保障，你都不敢离开公路30公里以上！
    想一想，如果一旦带着MM到野外野营，轻歌曼舞、纸醉金迷、胡吃海喝、HAPPY了一夜之后，第二天发现电瓶没电了，难道你还指望MM们在荒郊野外帮你推车启动吗？

@双电瓶系统是装两块电瓶吗？
    是、也不是。首先他肯定有两块以上的电瓶，但又不是简单的将两块电瓶用电线连起来。我们将电瓶想象成水桶，将连接电瓶的电线想象为水管，便可以很轻松地理解电流与电瓶之间的关系。如果在未设定系统的情况下连接两块电瓶，便如两个水桶之间通过一根水管相连，两块电瓶之间的电量是一致的。
    此时，如果其中一块电瓶用完了一半电量，另外一块电瓶同样也会消耗相同的电量。因为电瓶（亦即“水桶”）之间连着“水管”，无论哪一块电瓶的电量降低，另外一块电瓶的电量就会对其进行补充，从而使两者达到平衡。从安全角度考虑，这种“平衡”是有害的，因为两块电瓶的电量很容易消耗殆尽，进而可能连车子都无法启动。
    如何才能解决这个问题呢？这需要一个多功能水龙头才能解决，就是说这个龙头既要控制往哪个桶里注水（充电），也能控制从哪个桶里放水（放电）。
    这个多功能水龙头就是双电源控制器。这种“水龙头”既有只含简单的开/关功能的基本型号，也包含具有高度自选功能的高级型号。高级型号可以监控水桶中的水深（亦即电瓶的电压），也可以防止水桶里的水涌出（亦即防止产生电压尖峰）。

@汽车双电源系统的构成
    一个齐备的汽车双电源供电系统由：主电瓶、辅助电瓶、控制（隔离）器、原车电路、附加（车载电器）电路、原车发电机、备用充电电源共7部分构成。
    这7大部分的构成关系如下图（我用CORELDRAW画的，不专业，大家凑乎着看吧）：

@双电瓶供电系统的基本功能
    1、发电机向电瓶充电时，隔离器将双电瓶连接同时充电；智能型的产品还能优先将主电瓶充满电后再为备用电瓶充电。
    2、用电器需要从电瓶大电流取电时（发电机不工作或者发电机电流输出不足以供电），隔离器将双电瓶自然隔离，确保用电器不会将两块电瓶同时耗尽。
    3、当汽车启动电池损坏或亏电，只需手动（也有自动型的）合上电池隔离器开关就可利用后备电组（有的型号是同时使用两块电瓶）来启动汽车。
    4、副电瓶为其他附加用电设备供电。
    5、可外接除原车发电机之外的第三方电源为系统电瓶充电。
    6、可对主副电瓶的输出电压进行监控，及时发现异常。
    简单的总结一下，就是说一套好的汽车双电瓶供电系统需要“充电可控、放电可控、电量可检测、系统可扩展”四大指标。可遗憾的是，除了军用特种车辆和少量改装发烧友的改装车外，目前民用乘用车中没有一款量产车型可以达到上述标准的，无论是奔驰宝马还是JEEP丰田。大多数量产车型仅具有上面的2-4种功能已经是很不错的了。

@双电瓶控制（隔离）器的发展历程

【手动开关隔离器】
    双电瓶隔离器系统最基础的形式为手动（单刀三置）切换开关。当时这种隔离器在车载半导体类电子产品尚未出现的年代曾经风靡一时。
    这种系统结构简单，只包含三档开关，即“电瓶1”、“电瓶2”以及“两者都选”。换句话说，如果将车子切换至“电瓶1”，则只会消耗电瓶1的电量或给其充电，同样的情况也发生在电瓶2身上。但是，如果选择了“两者”，则两块电池会被“并联”在一起，它们的电量会趋于一致，而且两者的充电或耗电速率一致。
    这些基本的隔离系统有着它的弊端，最大的弊端是操作错误。每当你在夜晚撑起帐篷的时候，必须要将系统切换至第二块电瓶。如果忘记了这档子事，或者如果电瓶开关处于“两者”位置上，则两块电瓶的电量会在一夜之间耗尽。
    这种系统极其简单，只要有高中物理知识的人都能改装。

【电磁隔离器】
    第二种流行的隔离系统为电磁隔离器，它是一个可以通过电路遥控触发的简单开关。
    有了这种系统，你可以仅凭驾驶室内的一个开关对辅助电瓶进行有效的隔离，并且在发动机关闭时，系统也会自动隔离辅助电瓶。甚至，你还可以通过发电机信号或油压开关激活电磁铁。
    但是没有一种系统是完美的，我们还用水桶作比喻。如果你将一个水桶的水取尽，随后又通过水管将两块电瓶串联在一起，则两块电瓶的电量都会降到一半的水平。
    电磁隔离器也是同样的道理，如果你用完辅助电瓶，那么第二天早晨发动车子时，两块电瓶电量都只有一半。
    如果不去丛林闯荡，这种类型的隔离系统会让你很难分辨启动电瓶是否发生故障。因为汽车启动时会同时从两块电瓶取用电量，即使有问题发生，也会被掩盖。因此可能会发生虽然由辅助电瓶提供点火电力，但你却只能在下一次的露营旅程中发现辅助电瓶用光时才会发现问题所在。
    电磁隔离器会发生的另一个问题是电压尖峰。电压尖峰是指瞬间迅速产生的电压浪涌，由于电磁隔离器是感性组件，它可能在电路接通或断开时发生感应电动势。电压浪涌可以使车载计算机系统当机。但是电磁隔离系统具有成本低和性能可靠的优势，它们可以在水中浸泡，也极少会发生损坏。

【二极管隔离器】
    让我们重新以水来作比喻，二极管隔离器就像是一个单通水阀，它只可以让水往一个方向流动，但却不可逆流。二极管是市场上出现的第一代电子隔离器，它们的优势明显。它们允许以相同的速率同时对两块电瓶进行充电，但不允许两者“串联”在一起，因此电瓶间不会出现补偿情况。电瓶之间电流是无法流通的。
    这种系统的妙处在于辅助电瓶无法从启动电瓶摄取电量。当然，由于两块电瓶并未相连，因此也不会同时用于发动汽车。
     二极管系统的缺点同样存在，这种设计会产生压降，同时它们还要求安装尺寸可观的散热片来消除产生的热量并防止二极管出现故障。如果车上装有内置感应系统的发电机，它不会反映由二极管引起的压降，所以你的电瓶将可能永远无法充满电。但是如果发电机具有外部感应器，发电机只会读取电池的电压读数，所以电池可以充满。
    二极管的其他问题会对一些安装有发动机管理系统（ECU）的汽车造成不良影响。产生的压降可能会欺骗ECU系统，导致仪表和感应器无法给出准确的读数。

【智能电瓶管理控制器】
    这是最新技术的双电瓶控制系统，又被称为“智能电瓶管理”系统，这种隔离器集成了逻辑芯片、二极管、继电器等原件，有多种功能，具有性能可靠，操作简单的特点。
    它们会在启动电瓶充满电（约为13.6伏）后再对辅助电瓶充电，因此可以保证你的启动电瓶永远都是满的；并且在给辅助电瓶充电的同时，该系统还可以兼顾启动电瓶。如果给辅助电瓶充电需要一段时间，且在此期间内启动电瓶电压低于预设值（即12.7伏），发动机即会重新给启动电瓶充电。
    另外这种系统还大多内置有电压尖峰保护和延时触发装置，不仅克服了浪涌电流，还会根据电压在一段时间的变化趋势来判断是否该进行状态切换，避免瞬间电流变化造成的误操作。因此我们叫它为“智能”系统。
    这种智能电瓶管理系统还有不同的型号以满足不同的需求。如果你装有三块以上的多电瓶系统、或者你想集成一个太阳能电池板。。。。。
    同样的，你也可以加装电瓶电压监控器，即可一目了然地掌握电瓶的使用情况。我强烈推荐安装电瓶监控器。不仅是因为它可以及时地追踪电瓶的电量，而且还可以预先警告，电瓶在六小时充电之后还未充满，你就可以判断此电瓶需要更换了。也可以在你野营时提醒你不要过度浪费电，留点给明天使用（当然也可以作为你催促MM早点进帐篷睡觉的最有力理由）。