Конденсаторное пусковое устройство для автомобиля своими руками: Пусковое устройство для автомобиля своими руками, система запуска двигателя (бустер, модуль)

ATOM 1750. Запуск автомобиля от суперконденсаторов | АКБ-сервис

Представляем вашему вниманию пусковое конденсаторное устройство нового поколения Aurora ATOM 1750

 

Небольшая историческая справка:

Как только человек придумал самодвижущуюся тележку на паровом двигателе (1768г.), а позже (1886) усовершенствовал мотор до ДВС – у водителя появилась задача не только направлять лошадиные силы в нужную сторону, но и запускать их в работу.

Проблема пуска двигателя в разные времена решалась по-разному. Для парового мотора достаточно было развести огонь под котлом, бензиновые двигатели требовали мышечной силы или химического источника тока.

С появлением аккумуляторов возникла необходимость обслуживания и контроля заряда стартерных батарей, особенно в зимний период. Часто, в помощь штатному АКБ, автовладельцу приходилось использовать внешний источник тока: сетевое пусковое устройство, запасной свинцово-кислотный АКБ, или новинку последних лет компактные пусковые устройства на базе Литий-Полимеров.

Главная проблема химических источников тока – саморазряд и старение. Срок службы классического свинцово-кислотного аккумулятора со свободным электролитом составляет около 3х лет. Гелевые и AGM аккумуляторы «живут» дольше, однако и они не вечны. Даже если АКБ бездействует – в нём происходят химические процессы, которые приводят к постепенной потере ёмкости батареи.

Это замечание верно и для пусковых устройств на основе аккумуляторов, например, средний срок службы Li-Po пускача составляет 3-5 лет, за это время токопроводный гель которым наполнены аккумуляторы твердеет и постепенно теряет свои свойства. Инженеры- конструкторы давно ищут источник тока который мог бы заменить аккумуляторы и избавить автовладельцев от «слабых мест» АКБ.

Речь в данной статье пойдёт о конденсаторах. Точнее о супер-конденсаторах или ионисторах, способных отдавать огромные токи и обладающих рядом преимуществ в сравнении с аккумуляторами. Как заменить АКБ машины на сборку из конденсаторов, конструкторы ещё не придумали, однако инженерам из Carku удалось создать устройство способное помочь в запуске двигателя автомобиля, тот самый ATOM 1750

Главное отличие данного аппарата от аккумуляторных аналогов – вечный срок службы! Если говорить о пусковых устройствах на базе Литий-полимерных или Свинцово-кислотных батарей, то продолжительность их работы ограничена одной-тремя тысячами циклов заряд/разряд. Конденсаторные пускачи обеспечивают до миллиона циклов. Для того, чтобы представить масштаб предположим, что Вы используете ATOM 1750 дважды в день в течение календарного года. Ресурса прибора при такой интенсивности работы хватит (1.000.000 : (365х2))= 1млн. : 730= 1369 лет.

Вторая особенность – неприхотливость ионисторов. Для хранения конденсаторных пусковых устройств не нужны особые условия: вы можете положить аппарат в бардачок или под сиденье авто, и вспомнить о нём, только когда аккумулятору машины понадобится помощь. Аппарат – идеальный вариант для забывчивых водителей. Если следить за уровнем заряда батареи нет ни времени ни желания – аппарат можно спокойно хранить в машине в самые лютые холода или в жару. 

Третий плюс – наличие встроенного литиевого аккумулятора. Запас энергии, который хранится в полностью заряженной Li-Ion батарее аппарата ёмкостью 6000mAh – сможет зарядить конденсаторы устройства для более чем 6 пусков подряд. Батарея не участвует в пуске, и предназначена только для зарядки конденсаторов. Вот здесь и кроется та самая ложка дёгтя: любой аккумулятор боится глубокого разряда. Если батарею на долгое время оставить без зарядки – АКБ, рано или поздно, выйдет из строя. Саморазряд, свойственный в той или иной мере любому аккумулятору добьёт разряженную батарею. Напоминаем, что профилактическую зарядку неиспользуемой литиевой батареи необходимо проводить 1 раз в пол-года.

Высокие и низкие температуры хранения ускоряют процессы саморазряда и деградации АКБ. Температурный режим хранения встроенного аккумулятора рекомендованный производителем составляет от 0 до +25С. Впрочем, даже если штатная батарея устройства выйдет из стоя конденсаторы ATOM 1750 – запитанные от разряженного автомобильного АКБ всё равно смогут запустить двигатель машины.

Плюс номер четыре. Возможность зарядки ионисторов прибора от разряженной АКБ машины. Для пуска двигателя достаточно подключить крокодилы аппарата к клеммам «уставшего» АКБ и уже через 45-60 сек. – автомобиль будет готов к старту.

Более подробно про особенности

ATOM 1750:

Аппарат представляет собой профессиональный джамп-стартер. В отличие от Li-Po аналогов, пуск двигателя производится не за счёт энергии запасённой в аккумуляторе, а при помощи мощных ультраконденсаторов. Мощности пускача достаточно для запуска бензиновых двигателей объёмом до 5л и для работы с дизельными моторами до 2л.

МОЩЬ

Сборка из пяти ионисторов ёмкостью 350F каждый, выдаёт пусковые токи до 350А , что говорит о широком диапазоне применения данного устройства. 

Высокий стартовый ток ATOM 1750 подкреплён стабильным напряжением, которое выдают конденсаторы. Аппарат обеспечивает заявленный ток на протяжении 3х секунд, что является одним из важнейших условий запуска двигателя.

МОБИЛЬНОСТЬ

Вес пускача составляет 1.3 кг. Для сравнения, схожий по возможностям свинцово-кислотный бустер весит более 6 кг (DRIVE 900), а разница в габаритах впечатляет ещё больше.

На боковых гранях ATOM 1750 расположены: 

 

• Яркий LED–фонарь, способный работать в трёх режимах. Для того, чтобы включить освещение и менять режимы работы следует нажать на кнопку на фронтальной панели; 

• USB вход (5В, 2А), для зарядки от сети, Power Bank или другого источника;

• Встроенные крокодилы. 

 

На передней панели расположен:

Дисплей (1) для отображения рабочих параметров, кнопка «Boost» (2) для заряда ионисторов от встроенного аккумулятора, кнопки включения фонаря и питания устройства (3).

ЗАЩИТА

В качестве силовых кабелей на аппарате используются медные провода сечением 6мм2, длинной 300 мм.

Интеллектуальный блок, не только защищает пусковое устройство от переполюсовки, короткого замыкания и обратных токов генератора, но и позволяет за несколько минут продиагностировать АКБ машины и вывести результаты проверки на табло.

ATOM 1750 — подскажет владельцу, что аккумулятор машины нуждается в зарядке, либо, что АКБ – пора заменить на новый.

Если при подключении к аккумулятору машины на экране появляется надпись JUMP START READY – цепь работает в штатном режиме. Можно приступать к пуску двигателя.

Надпись «REVERSED» сообщает о неправильном подключении крокодилов. Следует проверить полярность – красный зажим должен быть соединён с плюсовым контактом АКБ, чёрный с минусовым.

ЗАРЯДКА

Обратите внимание, при подключении АТОМ к источнику тока, сначала заряжаются ультраконденсаторы, затем, начинается зарядка встроенной батареи устройства.

Представим себе ситуацию, когда вокруг никого а запустить двигатель у штатного АКБ машины – не получается.

Первый способ запуска машины с помощью ATOM 1750 – заключается в зарядке конденсаторов непосредственно от клемм разряженного АКБ автомобиля. После подключения аппарата дожидаемся появления надписи JUMP START READY и запускаем двигатель не снимая крокодилы с клемм. Время зарядки конденсаторов зависит от уровня разряда АКБ и составляет от 45 сек до 2.5мин.

Второй способ зарядки – через гнездо прикуривателя. ATOM 1750 можно подключить к бортовой сети с помощью специального переходника из комплекта. Время зарядки около 2 минут.

Третий источник энергии – встроенная батарея прибора. После нажатия на кнопку Boost – аппарат использует энергию запасённую в Литиевом аккумуляторе. Время зарядки – 2-3мин.

Ну и последний вариант зарядки, если под рукой нет иных источников, — придётся искать розетку. С помощью блока питания от мобильной электроники (5V, 2А) – конденсаторы можно зарядить и от сети.

Ещё один Важный момент. Заряжать ATOM 1750 можно не только от собственного разряженного АКБ, но и от ЛЮБОГО автомобиля-донора (большая и маленькая машины – показать). В отличие от «прикуривания» — операция зарядки ионисторов ATOM 1750 — абсолютно безопасна, и не требует соблюдения никаких условностей, кроме полярности подключения.

ПУСК АВТОМОБИЛЯ

Для того, чтобы приступить к использованию Джамп-стартера хозяину машины следует убедиться, что зажигание автомобиля выключено. При подключении — следует соблюдать полярность: красный кабель устройства соединяется с плюсовой клеммой аккумулятора автомобиля, чёрный с минусовой клеммой.

После подключения можно приступать к запуску двигателя. Если в течение 3х секунд мотор не запустился – следует зарядить конденсаторы ещё раз и повторить попытку.

После того, как двигатель заработал «крокодилы» с клемм аккумулятора следует снять.

ATOM 1750 поставляется в картонной коробке. 

В комплекте с аппаратом: 

 

 

Напоминаем, что одним из условий продолжительной службы аппарата является своевременная зарядка встроенного аккумулятора устройства, поэтому после каждого пуска с использованием энергии аккумулятора – необходимо отправить АТОМ на зарядку. При длительном хранении рекомендуем заряжать устройство до уровня 80-90% один раз в 6 месяцев. Хранить аппарат следует при плюсовой температуре.

---

Смотрите данную статью в видео-ролике:

Суперконденсаторный джамп стартер — гарантированно запускаем двигатель в случае разрядки АКБ

Jump starter – это автономное пусковое устройство, позволяющее завести автомобиль с разряженной АКБ. Практически все массовые джамп стартеры на рынке построены на базе литиевых аккумуляторов. Джамп стартеры на суперконденсаторах (ионисторах) распространены не так широко, да и стоят в разы дороже. Но они обладают несколькими безусловными достоинствами, которые для меня оказались решающими. В отличие от типовых джамп стартеров с литий-полимерными аккумуляторами, джамп стартер на суперконденсаторах не боится морозов, может храниться в машине полностью разряженным, заряжается от нуля до рабочего напряжения за несколько минут — даже от полностью разряженной АКБ. Суперконденсаторы по сравнению с литиевыми аккумуляторами имеют повышенный срок эксплуатации — более 10 лет, они безопасны — не вздуваются, не взрываются и не горят, как литиевые аккумуляторы. Суперконденсаторный джамп стартер, это по сути «палочка-выручалочка» в багажнике машины – безопасная, не требующая никакого обслуживания и всегда готовая к работе. В обзоре я расскажу о своем опыте изготовления и эксплуатации такого джамп стартера.

Я решил начать обзор с главного – из чего и как я сделал суперконденсаторный джамп стартер. А дополнительную информацию (подбор комплектующих, расчеты параметров суперконденсаторов, измерение емкости, графики и прочие технические детали) — я поместил под спойлером в конце обзора.

Для сборки джамп стартера изначально были заказаны следующие компоненты:
Пластиковый корпус 250*80*70 мм https://aliexpress.com/item/item/32958756775.html

Модуль 16.2V 83F из 6-ти конденсаторов 2.7v 500F в сборе с платой балансировки ebay.com/itm/264037856968
Повышающе-понижающий преобразователь https://aliexpress.com/item/item/32843350018.html
Понижающий преобразователь https://aliexpress.com/item/item/32988783084.html
Комплект разъемов EC5 в сборе (5 мам и 5 пап) https://aliexpress.com/item/item/990207098.html
Готовые стартовые провода с разъемом EC5, с диодами https://aliexpress.com/item/item/32825065311.html

Вначале я собрал такой «полуфабрикат», чтобы провести полевые испытания на своем автомобиле с двигателем 1. 6 л и стартером 1.4 КВт:

Зарядив модуль до 16 В и подключив параллельно разряженной АКБ, со второй попытки я смог завести машину. До скольки вольт была разряжена АКБ, я уже не помню, но самостоятельно машина не заводилась. Также пробовал с помощью этой конструкции завести двигатель и без АКБ, сделав провода без диодов из предыдущего обзора , но ничего не получилось. Такие результаты меня разочаровали, ведь, по данным проф. Валеева (более подробно, см. под спойлером в конце обзора), емкость в 50 – 300 фарад позволяет завести двигатель автомобиля даже без аккумулятора.

Тогда я решил потестировать этот модуль. И выяснились две неприятные вещи:
— Емкость одного китайского конденсатора оказалась чуть ли не вдвое меньше, в районе 270 фарад вместо заявленных 500. Так что 83 фарад в модуле и близко не было.
— Установленная китайцами плата балансировки явно не справлялась со своими обязанностями. Часть конденсаторов были недозаряжены, а часть перезаряжены, как видно на фото ниже:

Причина видимо в том, что ток балансировки в этой плате всего 50 мА, чего очевидно недостаточно для зарядки большим током конденсаторов, имеющих большой разброс по току утечки и емкости.

Тогда я решил заказать нормальную плату балансировки 2.7v 500F, с током балансировки до 1 А и индикацией начала балансировки https://aliexpress.ru/item/item/33010516886.html и дополнительные 6 конденсаторов 2.7v 500F https://aliexpress.ru/item/item/32956562880.html, чтобы запараллелить с уже имеющимися с целью увеличения емкости.
Вот они:

Припаяв новые конденсаторы к этой плате, я провел тестирование полученного модуля.
Сама плата балансировки оказалась на редкость качественной, напряжение на каждой из 6-ти ячеек она держала одинаковым с точностью до сотых вольта! А вот емкость черных конденсаторов опять оказалась меньше, примерно такой же, как и у синих, на уровне 300 фарад вместо номинальных пятисот. Но я был уже морально подготовлен к этому и даже не очень расстроился)
Теперь надо прикинуть, как впихнуть 12 конденсаторов в коробочку, которую я подобрал ориентируясь только на один модуль из 6 конденсаторов. Оказалось, сделать это можно!

Но пришлось пожертвовать одной из плат балансировки, думаю вы догадались какой). А также высота корпуса для единственно возможного вертикального размещения 12 конденсаторов оказалась недостаточной – крышка не закрывалась. Как была решена эта проблема, наверно сразу понятно из заглавного фото к обзору.

Приступаем к сборке

Из-за очень плотной компоновки место для монтажа разъемов EC5 было только с торцов корпуса, в нишах между наплывами для крепления крышки. С EC5, пожалуй, и начнем.
Убираем лишнее с наплыва резьбовой втулки при помощи осциллятора. Никаким другим инструментом туда попросту не подлезть. Делаем отверстия под фишку разъема и примеряем:

После припайки проводов в гильзы разъема монтируем его, используя штатную резьбовую втулку корпуса. Головка винта не дает перемещаться разъему внутрь корпуса, а гайка фиксирует разъем от выпадения из корпуса:

Для надежности я еще зафиксировал эти места клеем-гелем, а также приклеил сам разъем к боковой стенке корпуса.

C помощью «третьей руки» припаяем провода в гильзы EC5. В прошлом обзоре я делал это мини-горелкой. Но паять два провода в одну фишку горелкой неудобно, поэтому использовал мощный советский 100-ваттный паяльник). Силовые провода те же, ПуГВ (ПВ3) сечением 10 мм², зарядные провода сечением 4 мм². Монтируем разъемы EC5 в посадочные места, формуем и протягиваем провода. Конденсаторы будут соединяться по схеме 6S2P, поэтому силовой провод на конце распускаем на 2 одинаковые по толщине части для подключения каждого из 2-х модулей. Из электрокартона вырезаем полосу и делаем отверстия под выводы конденсаторов. Да, есть материалы и получше электрокартона, тут я спорить не буду. Присоединение дополнительных 6-ти конденсаторов делается при помощи скобок из 4 мм² провода, вверху они сложены образуя удвоенное сечение 8 мм². Разрядив предварительно ионисторы, начинаем их паять:

После завершения покрываем места пайки электроизоляционным лаком, наклеиваем термоскотч и нижняя часть джамп стартера готова. Зарядим сборку до 16.2 вольт и проверим как работает балансировка. Хотя в описании платы стоит 2.7v 500F, составные ионисторы большей емкости она тоже неплохо балансирует. Напряжение на каждом элементе примерно одинаковое 2,65±0,1V, что меня вполне устроило. Также надо отметить, что при высоком токе балансировки силовые элементы платы (нижний ряд на фото) достаточно сильно греются:

Перед изготовлением верхней половины джамп стартера (крышки) еще раз проводим полевые испытания нижней половины на автомобиле и убеждаемся, что все работает нормально. Двигатель теперь запускается как с разряженной до 7.1 вольт АКБ, так и без нее. Зарядка конденсаторов от такой разряженной АКБ идет нормально, хотя и несколько медленнее.

На фото выше виден повышающе-понижающий преобразователь (DC/DC step up / step down сonverter) c заявленной макс. мощностью 80 Вт, который используется для зарядки джамп стартера до 16 вольт от разряженной АКБ. На него есть обзор уважаемого kirich. Выходной ток (ток заряда ионисторов, в нашем случае) можно регулировать от 0 до 10 А, я остановился на 4 А. При таком токе в конце заряда ионисторов преобразователь будет развивать мощность порядка 65 Вт (16 В х 4 А) и радиаторы на силовых ключах преобразователя будут существенно греться. Потребляемый ток от разряженной АКБ будет еще выше (65 Вт делим на напряжение АКБ) и ее напряжение просядет на 1-2 вольта. Чтобы сократить время заряда ионисторов еще на одну или две минуты, ток заряда можно сделать и больше, но надо учитывать, что не всякий источник питания помимо АКБ, потянет столько ватт. Также ток заряда не следует слишком задирать еще по одной причине. В своем обзоре

kirich упоминал, что преобразователь после прогрева поднимал напряжение на выходе из-за того, что резисторы цепи обратной связи и подстроечный резистор не прецизионные и «уходят» от нагрева. А это может привести к перезаряду ионисторов.

Для эффективного отвода тепла от преобразователя и платы балансировки в корпусе с такой плотной компоновкой компонентов, я решил сделать активное охлаждение. Оно будет размещено в крышке джамп стартера.

Изготовление крышки

Для надежности из преобразователя выпаиваем клеммники и на их место припаиваем провода. В боковую стенку крышки устанавливаем вольтметр с выключателем:

Активное охлаждение будет обеспечивать 5-ти вольтовая турбинка с какого-то ноутбука. Как видим ниже, она по размеру не входит в крышку, пришлось убрать лишнее. На Али можно найти подобные кулеры разных размеров, в том числе и под такую крышку. Вот, например https://aliexpress.com/item/item/32510837317.html Но поскольку этот кулер уже был у меня в наличии, я его и поставил. В крышку заплавляем паяльником резьбовые втулки для крепления платы преобразователя. Торцевую стенку крышки частично убираем для отвода воздушного потока от кулера.

Временно прикрутив плату, делаем крышку для отвода воздушного потока из корпуса. Для удобства наблюдения за платой я решил сделать ее из прозрачного пластика. Размечаем, сверлим отверстия под винты крепления крышки и крутилки резисторов настройки, выпиливаем вырезы под крепления двух частей корпуса. Проклеиваем стыки тканевой лентой с ворсом Tesa, прикручиваем плату к крышке корпуса по диагонали и также прикручиваем крышку самой платы на фиксатор резьбы (красный).

Для удобства работы я сделал обе половины корпуса разделяемыми, соединив провода автоклеммами. Со входа зарядки в крышку приходит плюс и минус. С этих проводов сделал отвод на понижайку, которая подает 5 вольт в кулер. Понижайку я смонтировал на автоскотч 3М. С выхода преобразователя идет плюс и минус на ионисторы. С этих проводов сделал отвод на вольтметр через выключатель. Объединять минусовой провод нельзя, т.к. в преобразователе датчик тока стоит в цепи минуса. Ниже готовая крышка:

Как я уже говорил ранее, из-за дополнительных 6-ти конденсаторов крышка не закрывается. Придется делать проставку между верхней и нижней частями корпуса. Не мудрствуя лукаво, вырежем ее из боковой стенки старого системника с помощью ножниц по металлу. Вентиляционные отверстия располагаются со стороны греющихся элементов платы балансировки. Вторая проставка без отверстий, с тем чтобы воздух проходил только в нужной области.

Схема работы активного охлаждения: воздух всасывается в корпус через отверстия в передней проставке, проходит над силовыми ключами платы балансировки в турбину кулера, далее продувает плату преобразователя и выходит через торец крышки.

На этом джамп стартер готов. Можно соединять две половины и пользоваться.

Схема джамп стартера:

Но перед использованием его нужно настроить.

Настройка

Подключаем вход преобразователя к регулируемому БП и устанавливаем на БП нижний порог напряжения от которого должен заряжаться джамп стартер. Я поставил 6 вольт. На ненастроенной плате преобразователя при этом будет гореть красный светодиод «fault». Крутим подстроечник UV-SET против часовой стрелки до тех пор, пока на плате не загорится зеленый светодиод. Подключаем вольтметр к выходу платы и подстроечником V-SET ставим 16.1 вольт. Подключаем амперметр в режиме измерения больших токов к выходу платы и подстроечником СС-SET ставим 4 ампер. Осталось проверить как идет зарядка ионисторов во всем диапазоне напряжений от 7 до 35 вольт.

Результат проекта

DIY джамп стартер на суперконденсаторах (ионисторах)
Характеристики

— номинальное выходное напряжение 16 вольт
— емкость 95 фарад
— энергия 12,2 килоджоулей
— заряд до 16 вольт от любого источника постоянного тока напряжением 7-35 вольт
— индикация выходного напряжения
— активное охлаждение встроенного step up / step down преобразователя и силовых ключей платы балансировки

Возможности

— Гарантированный запуск автомобилей с бензиновым двигателем ≤1.6 л и стартером ≤1.4 КВт, как с разряженным (≥7.1 В) аккумулятором, так и без аккумулятора вообще. Запуск более мощных автомобилей также возможен, но на практике не проверялся.
— Возможность поездок на автомобиле без АКБ при необходимости (например, если АКБ была украдена или вышла из строя). Это безопасно для электрооборудования автомобиля, т.к. подключенный к бортовой сети суперконденсатор является сглаживающим фильтром (буфером) для работающего генератора. Для таких поездок желательно использовать адаптер к проводам АКБ автомобиля вместо стартовых проводов с крокодилами.
— Не требует никакого обслуживания.
— Морозоустойчивый.
— Безопасен при хранении и эксплуатации.
— Может храниться в машине полностью разряженным.
— Заряжается от нуля до рабочего напряжения за несколько минут — даже от полностью разряженной АКБ.

Джамп стартер входит в такой портативный набор для гарантированного запуска двигателя в случае разрядки АКБ:

Также в этот набор входят:
— Стандартные стартовые провода сечением 5,26 мм2 (10AWG) с диодами;
— Усиленные стартовые провода сечением 10 мм2 — обзор;
— Кабель заряда джамп стартера от прикуривателя;
— Кейс.

Запуск автомобиля без АКБ с помощью этого джамп стартера.

Тестовый автомобиль с бензиновым двигателем 1.6 л и стартером 1.4 КВт.

Внимание: Литиевыми джамп стартерами запускать автомобиль без АКБ нельзя! Также нельзя отключать джамп стартер от бортовой сети при работающем без АКБ двигателе во избежание возможного повреждения электрооборудования автомобиля.

Спасибо за просмотр этого обзора и да обойдут вас все проблемы с аккумуляторами стороной!

Обзор системы гарантированного запуска автомобиля на базе этого джамп стартера — mysku.club/blog/diy/78611.html

Для тех, кто хочет большего

Толчком к изготовлению суперконденсаторного джамп стартера для меня послужили комментарии к обзору уважаемого darkbyte «Noname портативное пусковое устройство для автомобиля спустя три года». Матчасть и расчеты параметров суперконденсаторов были найдены в статье «Гибридный автомобильный аккумулятор с суперконденсатором» доктора технических наук И. М. Валеева, профессора кафедры электропривода и электротехники Казанского национального исследовательского технологического университета.

Какой емкости суперконденсаторы используются для изготовления джамп стартера, и сколько их нужно?

Типовое рабочее напряжение одного ионистора 2.7 вольт. Поэтому для повышения напряжения одинаковые ионисторы соединяют в сборке последовательно. Но суммарная емкость при этом уменьшается (емкость одного ионистора делим на их количество в сборке). А сколько вообще фарад нужно для запуска двигателя? Профессор Валеев приводит такие данные для конденсатора 12 вольт:

Так, емкость в 10 – 50 фарад можно использовать в качестве хорошего «помощника» для аккумулятора при запуске стартера, когда он потребляет максимальный, пиковый ток. Это позволит обеспечить более щадящий режим эксплуатации аккумулятора и продлевает срок его службы.
Емкость в 50 – 300 фарад позволяет завести двигатель автомобиля без аккумулятора, но нуждается в
таковом для последующей быстрой подзарядки, например, в случае неудачного запуска. В течение
нескольких минут эта емкость заряжается даже от очень слабого аккумулятора (который самостоятельно не смог бы запустить двигатель) и снова готова к очередному запуску.

Я также читал отзывы, что от суперконденсаторов до 50 фарад толку не особо много, поэтому остановился на емкости в районе 70-100 фарад. Нижнюю границу можно получить, соединив, например, 5 ионисторов по 360 фарад.

Сколько это все стоит?

Лучшие на рынке суперконденсаторы производит компания Maxwell Technologies (США). Недавно ее купила компания TESLA. “I’m a big fan of ultracapacitors”, признается Илон Маск в своем твиттере. Суперконденсаторы были темой докторской диссертации Маска в Стэнфордском университете. Во время выступления на Cleantech Forum, отвечая на вопрос, на чем будет ездить транспорт будущего, Маск заявил: “If I were to make a prediction, I’d think there’s a good chance that it is not batteries, but super-capacitors. ” Ну что же, поживем-увидим)
Текущие цены и доступность продукции Maxwell совсем не радуют. Модели 360-650 фарад сняты с производства, на Ebay можно найти вроде бы оригинальные BCAP0650 2.7V 650F за $25.00/шт. У официального дистрибьютора Maxwell в наличии есть только 2.7V 3000F за $50.77/шт.

Из таких 3000Ф ионисторов можно собрать уже полноценную замену АКБ, как пишет проф. Валеев:

Емкости более 400 фарад можно использовать вообще без аккумулятора, а для поддержки заряда и питания слабосильных потребителей во время стоянки, питать их от источников в 5 – 10 А ч.
Емкость в 1000 и более фарад, если таковые у кого-то появятся, могут хранить достаточный уровень заряда продолжительное время, сравнимое со стандартной аккумуляторной батареей и могут таковую заменить по всем параметрам. При том, что срок эксплуатации конденсаторов более 10 лет.

Что, кстати, многие успешно и делают. Достаточно посмотреть плейлист на ютубе по теме Replacing my Car Battery with Maxwell 2. 7v 3000F UltraCapacitors.

Итак, как мы видим, собрать из максвеллов даже скромный 70Ф джамп стартер получится достаточно накладно. Поэтому для первого опыта и решено было остановиться на бюджетных noname конденсаторах 2.7v 500F.

Какое рабочее напряжение суперконденсаторного модуля оптимально?

Из 5 конденсаторов 500 фарад каждый получится модуль 100 фарад 13.5 вольт. Из 6 таких конденсаторов соответственно 83 фарад 16.2 вольт. Первый вариант кажется более привлекательным – он дешевле и емкость больше. Но в нем есть 2 проблемы.
— 13.5 вольтовую сборку нельзя подключать напрямую к АКБ, т.к. напряжение бортсети после запуска двигателя будет в районе 14.5 вольт. А 16 вольт для более-менее современного автомобильного электрооборудования не является проблемой.
— Энергии в 13.5В конденсаторе будет меньше, чем в 16.2В. Несмотря на более высокую емкость!

Нужна ли балансировка?

Да, обязательно. Ионисторы имеют значительный разброс по емкости и току утечки. Без балансира это может привести к выходу из строя одного или нескольких конденсаторов в сборке из-за превышения номинального напряжения на элементе в последовательном соединении.

Как измерить реальную емкость суперконденсаторов?

Обычным мультиметром этого не получится сделать, т.к. его максимальная измеряемая емкость обычно ограничена десятком миллифарад. Ее можно посчитать, например, через ток и время разряда, как это сделал уважаемый Maksus в своём обзоре. Фирма Maxwell использует аналогичный принцип в своей методике измерения емкости, воспроизвести которую в домашних условиях вряд ли возможно. Не имея специализированного оборудования, емкость также можно определить с помощью электронной нагрузки, через напряжение и отданную энергию разряда, как это сделал я. Но из-за ограничения электронной нагрузки по мощности значение емкости получится заниженным — Maxwell рекомендует ток разряда 100mA/F, т.е. конденсатор 100 фарад 16 вольт нужно разряжать током 10 ампер, а моя нагрузка имеет потолок всего 30 ватт. Ниже результаты моих измерений на электронной нагрузке с четырехпроводным подключением ZKETECH EBD-M05:

Разряд до половинного напряжения, с 16 до 8 вольт.

Разряд до минимального напряжения, с 16 до 0,7 вольт.
До нуля разрядить на нагрузке конденсаторы не получится из-за эффекта, который называется диэлектрическая абсорбция.

Бонус

Элементную базу для описанного в обзоре джамп стартера я подбирал и покупал год назад, в январе 2019. В частности, собранная мною связка из дискретных ионисторов и платы балансировки была на тот момент пожалуй оптимальным доступным решением. Для моего автомобиля возможностей такого джамп стартера более чем достаточно. Но неутомимые китайцы не стоят на месте и недавно вывели на рынок вот такой модуль 17V 566F, с платой балансировки и выходными клеммами под болт https://aliexpress.com/item/item/33035923574.html


Если бы я делал джамп стартер сейчас, я бы предпочёл купить этот модуль, а не заморачиваться с монтажом двенадцати отдельных конденсаторов и платы балансировки.

Также в комментариях к обзору про стартовые провода, спрашивали, сможет ли суперконденсаторный джамп стартер завести дизельный авто с двигателем 2 литра с севшим аккумулятором в 20 градусный мороз с холодным двигателем и прогревом свечей накала? Думаю, что джамп стартер с этим модулем – точно сможет!

Суперконденсатор

— Как сделать пусковое устройство с суперконденсатором, которое не разряжается в батарею?

Задавать вопрос

спросил 3 года, 4 месяца назад

Изменено 1 год, 11 месяцев назад

Просмотрено 6к раз

\$\начало группы\$

Я смотрел видео о пусковых устройствах с суперконденсаторами для автомобилей.

Я понял около 90% того, как они работают, но есть одна последняя вещь, которую я не понимаю.

Пусковые устройства используют повышающий преобразователь для зарядки конденсаторов от моего источника более низкого напряжения, возможно, даже от частично разряженного автомобильного аккумулятора. Однако на видео, когда они заводят машину, они не отключают аккумулятор. Поскольку суперконденсаторы подключены параллельно аккумулятору, не должны ли они использовать весь свой ток, пытаясь сбалансировать аккумулятор с их напряжением?

Я собирал свою собственную версию, и для того, чтобы завести машину от внешнего источника, я отсоединяю аккумулятор от автомобиля на плюсовой клемме и подключаю его к блоку суперконденсаторов. Есть ли схема, которую я могу добавить, которая предотвратит ее слив в аккумулятор, но все же позволит разрядиться в электрическую систему автомобиля?

Чтобы увидеть, о чем я говорю, перейдите на 12:00 в этом видео… https://youtu.be/l_xojkGW2hY

Я предполагаю, что у них есть сильноточный полевой МОП-транзистор, который может выдавать до 500 А, и какая-то схема, которая определяет, когда напряжение на клеммах внезапно падает от соединения к пускателю, и запускает МОП-транзистор. Как бы вы это обнаружили, если бы батарея была полностью разряжена?

• суперконденсатор

\$\конечная группа\$

10

\$\начало группы\$

Аккумулятор автомобиля не нужно отключать. Относительно разряженная батарея будет иметь высокий импеданс, и когда я впервые приложу к ней, скажем, 12–15 В, ток в батарее будет низким по сравнению с током в двигателе системы.
Хотя будет некоторая потеря заряда, это будет небольшая часть времени, необходимого для запуска двигателя.

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Мой предыдущий ответ впоследствии вызвал бурную дискуссию, поэтому я решил добавить еще один ответ после ряда пояснений.

Если разрешены модификации существующей схемы автомобиля, кажется, что цель может быть достигнута путем размещения сильноточного «селектора» SPDT перед стартером автомобиля, например,

^{смоделируйте эту схему — схема создана с помощью CircuitLab}

, где R-(разное) — это обычная нагрузка, когда автомобиль выключен, часто состоящий из таких вещей, как часы, радио или даже «ЭБУ» в некоторых автомобилях (которые также «сбрасываются», когда батарея отключен). Поскольку R-(разное) всегда подключен в вышеуказанной цепи, сброс указанных компонентов никогда не требуется.

Таким образом, в приведенной выше схеме, после того как конденсатор пускового устройства заряжен, он подключается к «свободному» (или неиспользованному) ходу селектора и заземлению системы, и теперь автомобиль может быть запущен при нажатии зажигания. — без , чтобы пусковое устройство разрядило что-либо в разряженную батарею.

\$\конечная группа\$

7

\$\начало группы\$

Поместите цепь зарядки колпачка (резистор/диод параллельно с повышающей цепью постоянного тока (максимум 14,5 вольт)) на цепь «запуска» автомобиля. Подсоедините колпачок к отдельному контактору с катушкой контактора, подключенной к «пуску». протяните горячий провод крышки прямо к стартеру. ваша крышка может заряжаться, если это необходимо, при включенном зажигании. при работающем двигателе крышка будет перезаряжаться с безопасной скоростью, если вы правильно спроектировали схему зарядки. при выключенном ключе колпачок изолируется. Будет короткий период времени, когда крышка подключена к аккумуляторной батарее, прежде чем контакт внутри стартера сработает после того, как шестерня стартера войдет в шестерню коленчатого вала. Количество тока, поступающего в батарею за это короткое время, будет незначительным. всплеск 14,5 вольт в систему тоже ничему не повредит.

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Кажется, проблема двусторонняя — предотвращение разряда одного компонента на другой из-за разницы потенциалов.

Кроме того, если ваш «стартер с суперконденсатором» не работает, то ваша система должна быть в состоянии «откатиться» к простому использованию батареи.

Вот простая схема, которая может помочь в этом:

^{смоделируйте эту схему — Схема создана с помощью CircuitLab}

Обратите внимание: изображенный «круговой элемент напряжения» — это только ваш выпрямленный генератор переменного тока. В большинстве стандартных автомобильных электрических систем

1. Он всегда «включен» только тогда, когда двигатель успешно работает , и всегда отключен в противном случае.
2. Он имеет специальный встроенный регулятор напряжения , обеспечивающий стабильное напряжение 13,5-14,5 В, независимо от того, как изменяется число оборотов или ваша электрическая нагрузка во время работы автомобиля.

\$\конечная группа\$

15

Зарегистрируйтесь или войдите в систему

Зарегистрируйтесь с помощью Google

Зарегистрироваться через Facebook

Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но никогда не отображается

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания и подтверждаете, что прочитали и поняли нашу политику конфиденциальности и кодекс поведения.

Аккумуляторы

— улучшите работу автомобильного аккумулятора с помощью конденсаторов

спросил 6 лет, 5 месяцев назад

Изменено 4 месяца назад

Просмотрено 15 тысяч раз

\$\начало группы\$

В последнее время в моем районе стало очень холодно, и я начал думать, что мне нужен новый автомобильный аккумулятор. Но потом, пока температура выше -10°C, мой аккумулятор работает нормально. Он просто не может поддерживать большой ток, необходимый для запуска двигателя при температуре ниже -10°C. Итак, я подумал:

Могу ли я добавить конденсаторы в автомобильный аккумулятор, которые помогут обеспечить необходимый ток?

Я нашел 6 конденсаторов с \$2. 7\text{V}\$ и \$500\text{F}\$ каждый на ebay на общую сумму 25$. Если я поставлю их последовательно, их емкость должна быть \$\frac{1}{\frac{1}{500}\cdot6}\приблизительно 83\text{ F}\$ при \$16,2 \text{ В}\$ . 92\приблизительно 10891 \text{ Ws}\$, что должно быть достаточно для запуска моего маленького двигателя (небольшой бензиновый двигатель редко запускается больше секунды, даже в холодную погоду, так что это будет около 130 ампер за одну секунду). ).

К сожалению, это все, что я знаю об электронике. Могу ли я просто подключить 6 конденсаторов, которые я соединил последовательно, к батарее? Есть ли здесь что-то, чего я не вижу, что делает это крайне непрактичным? Кажется, я не могу найти никого в Интернете, который делал бы это, что вызывает у меня скептицизм. Есть люди, которые используют конденсаторы вместо батарей, но мне это кажется плохой идеей, так как это не продлится более одного запуска…

• аккумуляторы
• автомобильные
• суперконденсаторы

\$\конечная группа\$

21

\$\начало группы\$

Последовательное соединение конденсаторов для суммирования их номинальных напряжений не очень разумно. Их разница в токе утечки приведет к дисбалансу напряжения, которое они будут иметь на них (см. суперконденсаторы с низким номинальным напряжением). Решением для этого было бы добавление резисторной лестницы параллельно, чтобы компенсировать это, но это увеличило бы расход батареи в режиме ожидания, что также не является хорошей идеей.

Более того, ваши расчеты неверны, так как конденсатор будет заряжаться до напряжения батареи (~13 В), а не до полного номинального напряжения конденсатора. И я сомневаюсь, что для запуска требуется менее одной секунды.

И, когда вы говорите в своем комментарии:

Ответ с самым высоким рейтингом в сообщении, на которое ссылается PlasmaHH, предлагает делать именно то, что я хочу сделать, используя конденсаторы в дополнение к батарее, чтобы батарея могла хранить много энергии, а конденсатор мог доставлять ее с высокой скоростью в течение короткого времени. .

вы ошибаетесь: этот ответ, на который вы ссылаетесь, когда он упоминает «короткие промежутки времени», означает «несколько мс», например, для сглаживания больших всплесков тока из-за пускового тока стартера. Не для стартера все время запуска. Вот тут-то и начинается бессмысленность.

Наконец, если ваша машина не заводится, когда на улице -10°C, у вас просто где-то проблема с машиной . Отнесите его своему механику. Он это исправит, и уж точно не исправит добавлением конденсаторов. Он найдет фактический неисправный компонент (который, кстати, вы, кажется, не проверяли — вы предполагаете, что это аккумулятор, но это может быть что угодно: свеча накаливания/стартер/какие-то датчики/что угодно/… ) и замените его на (поскольку, когда такой компонент начинает выходить из строя, пытаться исправить это, добавляя конденсаторы или изоленту, бесполезно — вы его заменяете).

\$\конечная группа\$

2

\$\начало группы\$

Существует компания, которая продает батареи конденсаторов, которые полностью устраняют необходимость в свинцово-кислотных аккумуляторных батареях для автомобилей и других приложений. Поскольку они не имеют химической основы, на них не так сильно влияют экстремально низкие температуры. Вот ссылка, чтобы проверить и дразнить себя глупыми идеями.

Cells

Эта ссылка содержит спецификации, а также линейку продуктов и контактную информацию компании. Я где-то читал, что эти устройства заряжаются примерно за 3 секунды.

\$\конечная группа\$

1

\$\начало группы\$

Использование суперконденсаторов для повышения общего пускового тока — это хорошо, но есть несколько практических ограничений:

1. Вам потребуются короткие (и толстые) провода для подключения блока суперконденсаторов к батарее (чтобы не добавлять слишком большое сопротивление провода в серии с колпачками), а значит, суперколпаки, скорее всего, должны будут сидеть внутри капота. Двигатель может сильно нагреваться, как и крышки. Вам нужно будет убедиться, что колпачки не повредятся при самой высокой температуре, которую они могут видеть внутри вытяжки. Возможно, вам придется найти место, где не слишком жарко, и измерить температуру в этом месте с помощью термометра во время работы автомобиля в течение определенного времени, чтобы убедиться, что это действительно хорошее место для закрепления блока конденсаторов.
2. Номинально генератор может обеспечивать 13,8 В для зарядки аккумулятора. Но я видел, как оно достигает 14,4 В, когда я запускаю двигатель. Поскольку мы имеем дело с магнитной цепью генератора, сбросами нагрузки и т. д., возможно, что аккумулятор иногда будет видеть скачки напряжения, которые намного превышают 14,4 В, 15 В или даже 16 В. Если суперконденсатор рассчитан на 2,7 В, а у вас шесть или семь последовательно подключенных к батарее, вам нужно будет убедиться, что каждый конденсатор не получит больше своего номинального напряжения в любое время, т. е. вам могут понадобиться схемы защиты (в основном переходные поглотители). ) по каждому суперкапу в упаковке. Затем вам придется следить за током утечки в переходных поглотителях, когда они не активны.
3. Если последовательно соединить кучу конденсаторов, напряжения на них при зарядке могут быть неодинаковыми. Напряжение зависит от фактического значения емкости каждого суперконденсатора. Обычно существует допуск на номинал всех конденсаторов. Я видел, что суперкапы имеют допуск в размере +/- 20% в своей стоимости. т.е. суперконденсатор с номинальной емкостью 500F может иметь фактическое значение где-то между 400F и 600F. Если вы не можете просмотреть множество суперкапиталов и выбрать те, значения которых находятся в небольшом диапазоне, вы застряли с тем, что получили. Разница в емкости +/- 20% приводит к аналогичному изменению напряжения на крышках при последовательном соединении и подключении к батарее. т. е. если у вас есть шесть конденсаторов последовательно, подключенных к батарее 12 В, они не будут иметь 12/6 = 2 В на каждом (Q = CV, поэтому V = Q / C, все последовательно подключенные конденсаторы будут иметь одинаковое количество заряда, потому что ток, проходящий через них при зарядке, будет одинаковым, так как они соединены последовательно). Крышки с меньшей емкостью (скажем, 400F) будут иметь более высокое напряжение на них, чем крышки с большей (600F) емкостью. Вам нужно будет иметь достаточно последовательно включенных конденсаторов, чтобы из-за допустимой емкости напряжение на конденсаторе никогда не превышало его номинальное напряжение, иначе он выйдет из строя и либо станет бесполезным (т.е. возникнет внутреннее короткое замыкание), либо сгорит. Люди используют схемы балансировки заряда (то есть напряжения) на каждой крышке, чтобы выровнять напряжение на всех крышках. Но эти цепи могут иметь ток утечки, поэтому при выключенном двигателе автомобиля они разряжают аккумулятор.
4. Даже без схемы балансировки заряда суперконденсаторы имеют собственный ток утечки. Ток утечки может составлять от десятков до сотен микроампер. Это немного, но если вы по какой-то причине долгое время не заводили машину, все это складывается. Существуют суперконденсаторы со сверхнизкой утечкой, но они имеют более высокую цену.

Вы можете заставить свою цепочку SuperCap через автомобильный аккумулятор работать, но убедитесь, что вы устранили все вышеперечисленные проблемы. Если вы преодолели их, опубликуйте свое решение, чтобы остальные могли извлечь из него уроки.

• Ануп Хегде

\$\конечная группа\$

1

\$\начало группы\$

Концептуально правильно, но вряд ли сработает на практике. Стартеру требуется большой ток, и вам понадобится большая емкость, чтобы изменить ситуацию.

\$\конечная группа\$

1

\$\начало группы\$

Простое решение — купите автомобильный стартовый комплект и держите его где-нибудь в тепле. Например

Рынок предлагает множество небольших пусковых устройств для любых целей, но что наносит наибольший удар? Вот наш вердикт

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Я добавил шесть суперконденсаторов 2.7V 500F последовательно с защитной платой, и это разрядило мой автомобильный аккумулятор за шесть часов, поэтому я решил снять все защитные платы и не использовать их. Теперь у меня есть семь суперконденсаторов 2,7 В 500F, соединенных последовательно и параллельно с моим автомобильным аккумулятором. Все работает отлично. Конденсатор не перезаряжается, так как максимальный заряд моего генератора составляет всего 13,8 В.

Мои последовательно подключенные суперконденсаторы имеют 18,9 В и 71,4 фарад.

Убедитесь, что в качестве защиты установлен предохранитель на 80 А.

\$\конечная группа\$

2

\$\начало группы\$

Многие из этих людей, похоже, неправильно понимают, что для двигателя статистики необходимо мощность. Поскольку летучая мышь не может справиться со спросом, ее напряжение падает, и когда напряжение падает, крышка высвобождает запасенную мощность. Много видосов на ютубе. Кажется, падение пускового напряжения меньше трети. ЕЩЕ ЛУЧШЕ, когда холодно, а батарея МЕНЕЕ ЭФФЕКТИВНА. Да, люди пробовали только кепки, но я бы предпочел и то, и другое. Необходимо отсоединить колпачки, когда идете в гараж для обслуживания, и, возможно, предварительно зарядить перед подключением к батарее. Я ОЖИДАЮ, что СНИЖЕНИЕ НАГРУЗКИ на батарею продлит срок ее службы, поэтому я бы сделал это, чтобы выдержать год, а затем купил новую батарею, которая прослужит дольше.
Желаем удачи и, пожалуйста, сообщайте о том, как это работает. Ps я так понимаю в глубоком морозе колпачки эффективнее должны быть еще лучше..

\$\конечная группа\$

1

Зарегистрируйтесь или войдите в систему

Зарегистрируйтесь с помощью Google

Зарегистрироваться через Facebook

Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но никогда не отображается

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания и подтверждаете, что прочитали и поняли нашу политику конфиденциальности и кодекс поведения.